REPUBLIQUE DU SENEGAL

UNIVERSITE CHEIKH ANTA DIOP DE DAKAR

ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE

DEPARTEMENT DE GENIE ELECTROMECANIQIJE

PROJET DE FIN D'ETUDES

EN VUE DE L'OBTENTION DU DIPLÔME D'INGENIEUR DE CONCEPTION

SUJET: ET DE DES CO DITION D'EXPLOITATIO DES l\IOTEURS

ELECTRIQ ES UR LE SITE CIDES DAROU t DES

1 DUSTRIES HI IlQUE DU E EGAL (ICS).

Auteur: Birane DIAGNE

Directeur interne: Papa Mody NDIAYB, professeur à l'ESPT

Directeur externe: Mohamadou DIEYE, ing., chef atelier Electricité

Juillet 2002

1

DEDICACES

Je dédie ce travail:

- à mon père (Que la terre de Touba lui soit légère) ;

, ,

- ~1 ma mer-e ;

- a mes oncles, plu s particulièrement à Modou GlIFYE-·

- à mes frères et sœurs;

- <.l . lass aer DIAGNE (Üue notre amitié soit l'une des meilleures),

- ù la famille DIAGNI.-, ;

- 3 tous mes parents,

ESP THIl: S - les Darou

- :3 Mor Diarra NDIA Y c.Cheikh MBA YF, Serigne Mapenda KEB E, Mor SALL.

M iustapha DIOUF, Bassirou DIOP pour la saisie ;

, .- ;j mes amis;

- ct J tous ceux qu i me sont chers.

-- - -----Exp touauon de~ moteurs c lccm q uc -,

Birane DIAGNI.

REMERCIEMENTS

Nous adressons nos remerciements à :

ESP TH1ES - /CS Darou

./ M Momath BÂ, chef de département Maintenance, de nous avoir aidé à faire notre

stage de tin de formation au site acides des ICS ;

./ M Mohamadou Ol EYE, qui malgré un emploi du temps trop chargé , a accepté de

m'encadrer;

./ M Ousmane FALL, ainsi que tous les autres travai li eurs du site ac ides.

./ M Papa Mod y NDIA YE d'avoir assuré l'encadrement interne et pour les documents

qu'il a mis à notre disposition;

yi' Tous les profe sseurs de "Ecole Supérieure Polytechnique .

Nous remercions enfin toutes les personnes qui de près ou de loin ont contribué a

l'élaboration de ce travai 1.

l'ro ll 'I J ' Fin d' Et udes Il l .xploi rat ion des mot eurs elect r iques

Hircl ll e DIAG 1

SIGLES ET SYMBOLES

les : Industries Chimiques du S én égal

HT : haute tension

BT : basse tensio n

ESP T HfL S - ICS Darou

\Sl) Internati onal standar isation Organisa tion (Organisat ion internationale pour la

standard isation)

\! F : Norme fra nçai se

IR : infrarouge

[)f)P : diffé rence de potentie l

Fe-O, : oxyde ferreu x

Si l : dihydrogénure de soufre

Pr1l l t:1 , iL' Fin d'Etudes 111------

Explo itation des mo teur s é lectriques

1\ 11".\11<': DIACN I

SOMMAIREESP Thi ès - ICS Darou

Ce projet de tin d'études est le fruit d'une étude complète de la situati on des moteurs

e lectriques opérant sur Darou 1 du site Acides des indu stries chimiques du Sén égal . Il a

pour but de proposer une meilleure exploitati on après avoir analysé:

- I:J rr équence des pannes de ces moteurs,

- IJ qualité de lems protections ,

- '-:11 vironnement des apparei1 s.

- l' cyc le« op érato i res.

- IJ politique d'entretien,

- lmstal lat ion et la r évi sion clu mat éri el . d e . ..

D'après les stat istiques du département maintenance, le site Acides des Indu stries

ch imiques du Sénégal ut ilise un parc de cinq cents (500) machines tournantes entraînées

par des moteurs électriques. Il a été noté durant ces dernières années un nombre assez

imp »tant de pannes caractérisées par des vibrations internes, des court-circuits, des

blocages de rotors, de grillages. Ain si prés de 200 moteurs ont du être réparé en 2001, soit

un ratio de :2 sur 5. Ces pannes répétées causent beaucoup de pertes de producti on, ce qui

dim inue la rentabilit é de l'entrepri se . C'es t à ce juste titre que les responsables du

d épartement maintenance du site Acides m'ont proposé l'étud e de ce probl ème grâce à lem

co ll aboration avec l'Ecole Supérieure Polytechnique.

l inc étude de la s ituation actuelle des moteurs sera faite et nou s proposerons des so lutions

aux di fférents cas que nous allon s rencontrer sur le site .

P !'lI 1<.:1 J e Fin d'Eludes I V

I\ IL IIl ' 1)1.1\ ( iN I

1itres

TABLES DES MATIERESESP TI-JI ES - les Darou

Pages

D édicaces ------ ---- ----------------- ------------ ----------------- ---- ------- ---------------------- 1

Re ln erc iements ------- -------------------------- -------- -------------- ------------ ----------------- i i

S· 1 b 1 ..., tg es et SY lll 0 es ----------- --------------------------- ------ ------------------------------------ III

Sonnnnaire ------------------------- ------------- -------- ----------- --------------------------------- iv

Tahie des matières ------------- -------------------- ----------------------------- ------- ---------- v

1ntroduction ------------------------------------------------------ ---------------------------- 1

Chapitre 1 : Présentation des 1ndustries chimiques du Sénégal ----------- 3

1- 1 Histori que ---- ------------------- --- ---------------- ------------------------ -------- 4

1- 2 Cr éati0 Il des JeS ----- ------------------------------------------------------------- 5

J- 3 Ev01ution des 1CS --- ------------------------------------------------------------ 5

1-4 Présen tation des 1CS ------------------------------------------------------------- 6

1-" Presenta ion du site Ac ides ---------------------------------------- ------------ -- 7

Cha pitre Il : Etat des lieux des moteu rs électriques ------------------------- 10

11-1 Description des di ffé rents types de moteurs é lec triques -------------- ------ Il

11-2 Types de dém arr age des moteurs é lec triques ------------------ -------------- 28

[[-] Types d'entrainernen t par moteu r élec trique ---------------- -------- ---------- 34

11-4 Fréquence des pailnes des moteurs é lectri ques ------------------------------- 38

11-5 Prote ction actuell e des moteurs é lectriques ---- ------ ------- --------- -------- 39

11 -6 Critère s de cho ix et spéc ification des moteurs électr iques ---------------- 40

P r l l l L'i de F II I J ' Et ll de ~ Lx p lo itat io n d e ~ mote urs élec triq ues

ESP IHII-.S - ICS Oarou

Chapitre III : Co nditions d'ex ploitation ----------------------------------------- 44

111- 1 L' env i ron nernent des appare ils ----------------------------------------------- 45

[1 [-:2 Les cyc 1es opérato ires ------------------- ------------------------------------ --- 47

[1 [- 3 L'insta Ilation du matérie 1 -- --- -- ----- ----- ---- - -- --------- --- -- --- ------------- 48

[1 [-4 La rév ision du 111 atérie1--------------------------------------------------------- 50

111-5 La politique de maintenance --- ------------------------------------------------ 5 1

Chapitre 1V : Etude des défaillances ------------------------------------ ------------ 58

1V-1 Rec onn aissance d'un e d éfai llanc e -------------------------------------------- 59

rV-2 D éfai Ilanc es é 1ec triques -------------------- ------- ---------------------- ---- --- 59

1V-l Défa i Ilance S 11 1éc cl niques -------..---- ----- --------------------- ----------------- 6:2

1V-4 Les cor ros ions -------- -------- ------- ----- ----------------------------- --------- 64

[V-5 Tau x de d éfai Il ance ------------------------------------------------------------- 66

Chapitre V: Proposition d'un système de protection --------------------- 68

V-1 Nécess ité d'un système de protectio n ------ --- ------------------- -------- ----- 69

V-2 Protection contre les inc idents de fonctionnement ------------------- ------ 72

V-J Coordination et sé lec tivi té des protections ------ ------- --------------- ------- 74

V-4 Critère s de cho ix et qua lité d'un re lais de protecti on ---- --- ---------------- 75

Conclusion et Recommandation s ---------------------------------------------------- 78

Annexes

Bi bl iographie

Pru jct de Fin d'Etudes VI Exploita tion J es moteurs é lectriques

Hlran e DIACiNI

INTRODUCTION[sr l'hie , - ICS I)arou

L'utilisation massive de l'énergie mecanique constitue essentiellement la base de toute

economie indu strielle . Cette énergie mécanique s'obtient de différentes façons dont la plus

courante èst la transformati II de j'éllergit:' électrique . [-": 11 effet le moteur électrique est

l'outil de base de notre civilisation industrielle .

Les premiers réseaux électriques se sont développés en courant continu dés l'apparition du

moteur à courant continu . Mais le véritable développement industriel des moteurs

électriques n'est apparu qu'a vec l'avènement des r éseaux alternatifs et des premières

machines asynchrones, La multiplication des besoins en force motrice a conduit à la

r-éalisation de moteurs électriques de plus en plus performants et adaptés à chaque

app li cation , Ils se cla ssent en troi s grandes ramilles :

.:. Moteur à courant continu (pour la traction , laminoir),

.:. Moteurs synchrones (fortes puissances),

.:. Moteurs asynchrones (ou cl indu ction) qui con vient 80 :3 90% des usages .

nsuite on assiste au développement du moteur élec trique à vitesse variable. Le moteur

electrique à courant continu remplace progressi vement la turbine à vapeur pour la faible

\. ik 'iSe. Quant au moteur à courant alternati f. il commence à se substituer à la turbine , au

début des années 1980, pour l'entraînement direct de machine de forte puissance à vite sse

éle 'ce et variable (compresseurs , pompes), grâce à l'apparition des technologies

électroniques à courant fort (électronique de puissance).

- ------- - -- - - - ----

1

Expl oitation des moteu rs électri ques

Hirane DIACINI-. ESP lhies - les Darou

1 ..: <i re Acides des les utili sent un parc de 500 moteurs environ dont 24 moteurs haute

tension de 6 kV au niveau de Darou 1 pour l'entraînement de machines tournantes de forte

puissance fonctionnant parfoi s à vitesse élevée et variable pour les besoins de la

pr oduction . Le reste du parc moteur de Darou 1 est constitué de moteurs basse tension de

_~ ) V . A cot é J e cd im po rta m parc , nous a pp re no ns qu'un moteur HT ne coûte pas moins

de 25.000 .000 FCFA, que les moteurs électriques consomment 65% de l'électricité utili sée

par J'industrie et que le coût d'exploitation d'un moteur électrique représente 99% de son

., ,Cd ~ i u ha l sur 10 an- (k cout d'achat IÙ~1 1 l'epr ésenLe que 1% ). Ces chiffres montrent dès

lors l'importance que nous devon s et que nou s avons acco rdée à l'étude des conditions

J 'ex plo itation des moteurs électriques de cet ens emble industriel complexe,

[Jans ce projet nou s nous propo sons surtout d'étudi er les protections c'es t à dire l'aptitude à

iso ler uniquement la partie du réseau affectée par le défaut, de permettre ain si la continuité

du service des autres app are ils et de pro t éger le personnel et le matéri el.

La procédure à suivre est la suivante :

- rechercher des données sur les moteurs à étudier et vo ir leur interactions avec les autres

éléments du r éseau interne afin de définir les hypothèses de calcul.

- faire l'étude de la protection et proposer' un réglage et une coordination des prot ections,

- co m pa re r s i possibl e avec le réglage ex istant pour en tirer des conclusi ons et faire des

recommandati 0 ns.

Signalons que quelques lests sont effectués au niveau de l'atelier central électrique du

l k lld l'Lèlllè l l l maintenance du s i l e ac ides des leS .

ProiL' t de f in d ' E t ud e~ Exploitati on des moteurs électriques

[sr 1hi':: , - les I) a lll u

CHAPITRE 1 :

PRESENTATION DES INDUSTRIES

CHIMIQUES DU SENEGAL

1

l'r' )l c'l de Fin cl'Etude... Explo itation des moteur s electriques

ESP Thi ès - les Darou

1-1 Historiq ue

Dés 1974, le Gou vernement du Sénégal, s'appuyant sur I\~xpérience industrielle de la

-; 1 H:iL' I ~ industrie lle dc-, en urais du Sén é~.al (SlFS ). décide d'étudier la construction d'une'-' '--

usine d'acide phosphorique et d'engrais POUI- transformer sur place une grande partie du

phosphate extrait localement.

1.3 mine de phosphate de Taïba était orientée vers l'exploitation de la matière première de

j l) 6 () à 1984. Ce n'est qu'en 1984 qu'une pan croi ssante de la production à été transformée

localement . Cette évolution est classique.

1.3 transformation du phosphate en produit sent i- fi n i ou fini sur place est devenue la règle

génér-ale. Elle se fait en :2 étapes: d'abord 13 production d'acide pho sphorique puis la

production d'engrais phosphatés .

:\ uj iurd'hui la deu xième phase de transformation est réalis ée dans la plupart des pays

producteurs. Elle est de 100 (Ï<) aux Etais-Unis. de 50 o;() au Maroc et en Tunisie et de 25 %

au Sénégal.

L I production de l'acide phosphorique est une intégration verticale évidemment très

bén éfique pour le pays puisqu'il maîtrise l'ensemble de la chaîne de production . Il est

in! .ressant de souligne r- que le seul intrant import éest le soufr-e, la balance des de vises est

donc très positive. Mais l'intér êt majeur de cette int égration est la valorisation d'une plus

gran de part du phosphate exi stant dans le gi sement, alors que l'exportation d'un phosphate

marchand entraîne la perte des tractions les plus pauvre s du minerai ou intransportables.

Au cours de la deuxième phase de production d'autres intrants sont importés tels que

l'ammoniac et la potasse.

1

1-:'1' luuation de moreurx c iecui ques

!ll!il.! ll· D\A( iN I

1-2 Création des ICS

rsp rh I l: ~ - ICS Darou

1....1 création des industries chimiques du Séné gal se j ustifie par le souci des pays

producteurs de phosphate s, de s'intégrer dan s le cir cuit de production d'acide phosphorique

èl des engrais phosph atés.

ln e ff e t dans les Pél YS occ identaux. trad itionnellement importateurs de phosphate brut

qu'i ls transforment en acide phosphorique et en engrai s, les usine s les moins biens placées

ferment les unes après les autres, tandi s que des unités neuves de capac ité sou vent très

importantes (SOOt(jour de P~O, et plus) , sont mises en serv ice au voi sinage des gisements

de phosphate.

Théoriquement, le problème est bien simple : plutôt que de transporter des phosphates dont

);,1 teneur en p~ )" est de l'ordre de ]0%, il est pr éférable de transformer sur ce minerai en

produits à plus forte teneur. comme l'acide pho sphorique 54% . le super phosphate triple , Je

MAP, DAP, etc .. .

1 è '-;énégal recèle deux gisements de phosphate dont les très important es sont estimées à

) () millions de tonnes dont ~O~/ lJ pour le gisem ent de THI LS et 80% pou r celui de TAIBA;

l.lles sont exp ortées par la compagnie Sénégal aise des phosphates de THIES (C .S.P .T. ).

Ce minerai de bonne qualité se place aisément sur le marché mondial.

1-3 Evolution des ICS

L'inauguration du complexe de Darou Khoudoss communément appe lé Darou situé a

envi ron IOU km au nord est de Dakar a lieu ell 1984 apr ès achèvement de tous les travaux

comprenant :

1

" , " '' ' ' dl' Fil d 'F. l lI( k~ l .xpl ouari ou de, moteurs electri ques

r Un ate lier d'acide sulfu rique de 1.900 TU d 'H ~ SO~

r Un ate lier d'acide phosph orique de 720 tfj de P~O~ à 54% .

Ln 1985 les ICS ont réa lisé dans Je s ite de Darou une unit é pi lote d'une capac ité de 20 t/h

de trait ement de sc hlamms. qui so nt les plus fines particul es rejetées lors du traitement du

phos phate marchand.

1-,11 j 990-1991 les travaux de dégoul ottage ont permi s une augmenta tion sensible de la

cap acité de producti on de l'usin e, so it :

r Pour l'atelier d'acide sulfurique, ca pac ité port ée à :2 AOO t/j

r: Pour l'atelier d'acide phosp horique, capacité portée à 1 01 5 t/j.

l..c 2S Novem bre 199A : Fusion-absorption avec la eS pT.

l .n 1999 , le :2 IC llll: dégoulottage a permis de po rter les capaci tés à :

r Pour l'atelier' d'acid e sultur iqu e. capac ité portée à 3 000 tfi

,.- Pour l'atelier d'acid e phosphorique, capac ité portée à 1 300 t/j .

L~s 1CS possède nt éga lement des insia Ilations minières de production de phos phate, des

instal lations chimiq ues de producti on d'engrais phosphatés e l di ver ses infrast ructures

reparties su r plusieu rs sites du pays ,

.& ~"r iuh :. l '.:.! .""

1-4 Pré sentation de s les

l.e., In stallati ons indu striell es des les

sont répartie s sur 4 sites du pays :

i 1,1i-.. . ' . 111111:

, •. • • • 1• •

', , . . ... .. 1 . 1 . ,· ) ·',1 II I '-.

1

- - -------- . -.- - - -' IIlI ': 1 d , h ll cl ' I- , lUJ l: ~ i l lxp lonat ion de -, mote urs élecui q ues

H I I'<illl' DI A(JN L

- Id mine de phosphate de Taiba .

- la production d'acide phosphorique cl Darou-Khoudoss,

- l'exportation de J'acid e et la production d'en grais granulés à Mbao,

- le ' instal lations portu ai res au Port de Dakar,

ESP l'hies - ICS I)arou

Les transports ferrov iaire s son t ass urés par SEFICS et les ac tivités com merciales sont

effectuées par SENCH 1M,

1-5 Présentation du site Acides

Jusqu'en 1984, le Sénéga l a exporté la quas i totalité de sa productio n phosphatière par le

hia is de la Co mpagn ie Sén égalaise de Taïba (C SPT) . Mais la tendance mond iale de

l'économie a po ussé le Gou vernem ent Sén égalai s à créer les Ind ustries Chimiques du

Sénéga l (ICS) dont la vocation est de tr ansformer le minerai sur place ap portant ains i une

\ <l ieur ajo ut ée plus import ante au pays et permettant d'augme nte r la récupération du

phos phate par ut ilisatio n locale de résidus no n ex ploita b les .

En 1984, grâce à l'associati on ave c l'Ind e, les ICS commençai ent l'exportation d'acide

pl osphorique produit sur le site dl' Darou-K 'roudoss au vo isinage de la mine de phosph ate,

II'FCO et SPIC ac hetant la quasi to ta lité de la prod uction. C'e st ai ns i que le Sé néga l

accédai t à la grande ch imie minéral e.

Activité indu stri elle très importante puisqu' ell e Cl permis de dynami ser de

nombre ux sec teurs d'acti vité du pays (tran sport - réparation s - se rv ices - commerce -

fournitures d'eau et d'é lectr icit é - etc... ).

l-n 1990 les ICS augmen tent leur produc tion de 50 % grâce à un programm e financé par

1

P rl 'l c' I Je F i ll d' Eludes

Hiranc 1JIA( 1.'-'-'-1- _

l 'A gence Françai s de Développement (AFD) .

ESP Thiès - ICS Darou

. 11 1Ljl) b l'um tication de la lï 1iere phosphatiere sénégalaise est réal isee par la fusion -

absorption de la eSPT par les les.

,\ l lmentat ion en phosphate du réacteur phosphorique

Description des leS 1

[ 'usine de Darou 1 comprend trois unités principales :

~, l ' atel ier de prod uction d'ac ide su1furiq ue à parti r de sou fre sol ide, import é.

", L'atel ier de production d'acide phosphorique par attaque contrôlée du phosphate par

l'acide sulfurique,

'" 1 es services gén éraux et utilités assurant l'autonomie énergétique de l'usine.

Conti\Luration des nouvell es installations

La pose de la 1ne pierre du Doublement leS 2 (Darou 2) a eu lieu en Novembre 1998 .

l e- nouvelles installations sont réalisées en deux ateliers : un atelier sulfurique-Utilités d

un atelier phosphorique,

,. L'atelier sulfurique-Utilités comprend les sections suivantes:

- Fusion filtration et stockage du sou fre,

1

- A t' Iier complet de production d'acide su llurique.-----

Pnwt de Fin d'E tudes X l .xploitar ion de, moteurs électri ques

II Ir;.III-':JJ.I:\ c: N1

- R étrig ération de l'eau,

- Déminéralisation,

- Stock age et di stribution électrique,

- l' roduction et stockage d'air comprimé .

, L' atelier phosph orique com prend les sect ions suivantes :

- A li mentat ion phosphate et sch lam ms,

- Reacti on et filtration,

- Concent rat ion,

- Réfri gération ,

- Stockage cl arifi cation.

-T ranspo rt et stoc kage du gy pse.

- C hargement des c i tern es d' acide phosphorique .

____ESP Thic~ - les l)aroll

'\ uinurd'hu i le doublement de la produ cti on d'ac id e phosphori que et l 'opt im isat ion de la

production d'électricité devr-aient permettre d'assurer l'autonomi e énergétique de la mine

de phosphate .

L e pr in cipal sous- pro du i t de la fabr icat ion de l 'acide phosphoriq ue est le phosph ogypse qui

est LIn amendement ferti 1isant de grande valeur.

1

l'ro lc l dt: Fin d' Etudes l .xpl oir auon des moteurs électnques

__ _ _ ESr Thiès - les Darou

CHAPITRE II :

ETAT DES LIEUX DES MOTEURS

ELECTRIQUES

1

---- - - - - -l' -( 'I l ' I il' Fin d 'F:luJes 10 f-'[lIOI1 <Hiol1 Jes mo teurs c lccui quc-,

-- --- [S P 1hie' - ICS Darou

11- ] DESCRIPTION DES DIFFERENTS T YPES DE M OTEU RS ELECT RIQUES

A l'exception d'u n seul moteu r à co uran t cont inu (qu'on projète de rem placer par un moteu r

async hro ne), tous les moteu rs opé rant sur le s ite Darou 1 so nt des moteurs asy nchro nes

triphasés. Parmi ces derni ers, il ya 24 moteurs haute tension de bOOOV et le reste est

con stit ué de moteur s basse tension de 380V . C'est parce que la vitesse du roto r est

in teri eure à celle du champ tourna nt que ce type de moteur est d it "asynchrone" .

Sur les moteurs tri phasés , le champ tournant es t produit par 3 bobinages fi xes, décalé s de

120' . et parco urus par des co urants alterna tifs présentant le même décalage électr ique. Les

.1 champs alternatifs qu 'ils prod uisent se composent pour former lin champ tournant

d'amp litude cons tante .

(en couplage étoi le)

Moteur asynchrone

1)ans ce travail nous ne tra iterons que le moteur asy nchrone tri phasé.

11 - 1-1 Co nstitution des moteurs async hrones

1 c' stator et le roto r séparés par l'entrefer se co mpo sent d'un circuit mag nétiq ue. qui

cana lise l'essentiel du flu x magnéti que. et Je bobinages qui sont logé s dans les encoches

l' 'p ~ rus sur le dia mètre d'a lésage pour le stator , sur la péri phérie po ur le rotor.

I. . bobinage srator ique, gé néra lement triphasé, pr-ésente 2p pô les et est relié au résea u de

fréquence f (Hz) . Selon la nature du bobinage rotoriq ue, on distingue deu x grandes cla sses

de machines async hro nes :

1' 1 1 1 1 ~" d l' Fill d ' Ftlld e' Il lxp lou at ion de , mo teur, é lec tr ique,

a-Moteur à bagues ou à rotor bobiné

[SP Th ie ~ - les Darou

1 ~' :-- enroulements roto r iques, presque toujours triphasés, mai s de pol arité nécessairement

~gi::l l e à cel le du stator, sont coupl és par l' interm édi ai re de bag ues tournantes et de balai s

frottants sur un rh éostat régl able (rhéostat de démarrage ou de réglage de la vitesse) .

b-Moteur à "cage" ou à rotor en coul1-circuit

Dans cette exéc ution largem ent plu s répand ue, les encoches rotor sont occupees pal" des

barreaux conducteurs réunis à chaque ex t rem ite du circuit magnétique par deux anneau x de

cou ri -e ircu it.

@ ItJitor bobiné

cv rotor' C8 g.

"".... '

@ rotor à ~gU"

@ .chéma d"un. ~g. d"éeureul1.épar'. de J. 161.rl. du rotor

I\ .:l n ies principales de la mach iné a::, ynchroll é.

!\ Darou l , l'utili sat ion est plus accentuée vers les moteurs à rotor en court-c i rc ui t.

1

l' r. 'l c'l d l' .. I I I d' F: r u d e ~ 12 I·.\ rl n itarlol l dc-, mo icur-, é lectrique,

1H,rallc DIA(j f

Il-I-~ Glissement du rotor par rapport au champ tournant du stator

ESP Thi ès . ICS Darou

1,;1 \ Îl l.'SSL: ! 1 du rotor d'un moteur asynchrone est necessairement infer ieu re à la vitesse du

champ tournant Ns (vitesse synchrone atteinte uniquement à vide) . La différence relative

de s vitesses s'appe lle le "glissement" g : avec Ns=60* f (Ir/rn in)p

" : fréquence du réseau , p : nombre de paire s de pôle s.

Ln pratique le glissement nominal reste faible (6% pour les petits moteurs, moins de 1%

pOlIl les gros),

11-\ ·3 : Schéma électrique éljuivalent du moteur asynchrone

.\ échauffement, fr équence et tension constantes, les enroulements statoriques présentent

une resistance RI et une réactance XI con stantes , En valeurs ramenées au primaire, le rotor

possède une résistance R2 et une réactance L2 telle que : L2*«)r()I Ilr=L 2*g*«)' I,II <H=g*X2

RI

tTension1

V 1stator par1

1

phase0'-- - - - - - -

Schéma équivalent unifilaire du moteur asynchrone

l.a tension induite au rotor, proportionnelle aussi à la fréquence rotorique, peut se mettre

suus la forme : g*L2., où f, I-eprésente la force contre-électromotrice induite dans le rotor

ouvert , à l'arrèt (g - 1),

g-* E?le courant induit dans le rotor est donc: 12 :::,: ' Z:!. ,

R,- 1

- +x :!.\

U ". ( ...... -

1

l'n' IL'I dt, Fin d'Etud es l, lxplo iranon des moteurs elecrr ique

r.SP Thiès - les Darou

A vide g ----- 0, R21g ~ x: ; le courant à vide se réduit pratiquement au courant magnétisant.

Pour que [II so it faible. parce qu'i 1détermine le coso de la machine, le constructeur s'efforce

de reduire la réluctance du circuit magnétique (faible entrefer, encoches semi-ferm ées).

Au démarrage. X :, » R:, /~ : le courant rotoriqu e est r éacti 1-, en phase avec Ill' et l'on peut

ecrire la relation algéhrique : Il - I" --t 12, Limité par l'impédance totale du moteur, cet appel

de ,::)urant est important et atteint quatre à dix fois le courant nominal.

11-1 -":+ : Schéma énerg~tigue du mOleur asynchrone

Le moteur asynchrone comporte , <:lU stator et au rotor, des conducteurs parcourus par des

courants: stator et rotor sont donc siéges de pertes Joule, De même le fer de chacun d'eux

è ~l . ournis à des induct ion s varia bles qu i pro voquent des perles fer , Le rotor tourne, ce qui

suppose des perles m écaniques. I.a tigure ci-contre illustre les pertes de transfert de

pu issance. Puissance électrique absorbée (PJ

Perles ter stator Ph PI' Pertes Joules stator

D =N*2rr/6Ü Transfert depuissance

magnétique~_----J Cln,

Puis saélectrique el

mecanique

Pertes Jou le rotor Pjr=CD,g

Perles fel ' rotor Pli ,.....,,_ -----1(denture du 1'0lOI', lreinagc )

Puissance mécaniqueuti le sur l'arbre (Pli)

/\ , pertes mécaniques(veru i lation el frottement)

1

Pr"let de Fin J'Etude, 1-1 F:. xploitation de, moteurs électr iques

1 EsrThiès - les Darou

Dans la décom posit ion du rendemen t g lobal /l=~' , on peut noter la part correspondant auxl U

pert es .Ioule rotori ques. carac té r isée par le term e ( I -g) (appe lé "rend ement du ro tor"). L e

rendement gl obal étant néc essairement in férieu r à (l -g) , on ne peut obten ir un bon

rendement qu e si la v aleur du g l issem ent est relat i vem ent fai ble.

[[-1 -5 : Etude du couple d'un moteur asy nchrone

h l nég l igeant les pertes Ie r du rotor et les pe rle s mécan iques, on peu t ex p lic i ter le co up le

moteur (c f fi gure du [-1-4): C

l .n rem pla çant 12 par sa val eur:

./ Au sy nc hronisme (g = 0 ), le coup le est nul.

,./ A u voi sinage du sy nc hron isme (g*X 2 ·--R. 2 ), le co up le est

,, ] *E~ .

( ~ 'Ç l "' R- 'i'Z ·(" ' '., ,

./ A ux fo rt s g l isseme nts g * X2 » > R2, le co up le est sensib lem ent proporti on nel a

l'i nverse du gl issemeru.

../ Entre ces domaines ex trême s le cou p le passe par un maxi mum q u i correspo nd à

ds: =0 , c'est-à-d i redr,z,

R~-(g*X ~ r =() R =o-*x Ce tte de rn ière cond i tion.") (~ 1 .- -

l

reintroduite dans la rel at ion précéde nte 1iant C et r perme t d'é crire C - 2* 3*~h .- max X 2 "

Pro jC! Ut: Fln d' Etud t: ~ Lxp ioitatinn des moteurs électrrquex

_ _ _____ _ _ __ f.SP Ihl l'~ - le s DalOU

A tension co nstan te, le co up le est maximal lorsque la r-éactance du rotor est éga le à sa

résistance ; cett e valeur de C l11a \ est ind épend ante de la rési stance rotor iqu e R2. L e

g li ssement co rrespo ndant est pro po rt io nne l à R2. A insi, en augm entant la r-ésistan ce du

rot or. on dépl ace la cou rb e de C , par af f in i té, ve rs les forts g l issement sans mod i fie r C na\ .

a- Caractéri stiques en foncti on de la vitesse

[ .es val eurs caractéri stiques du coup le moteur sont :

- C : coup le de démarrage (mesuré par essai dit" à rotor b lo qué "),

- (' /1 11 11 : coupl e minimal (c r-eu x de coup le) ,

- c' I' I \ : coupl e maximal (ou de décroch age ).

~ . '

N/Ns100 Vo806020aoo

s <p Illn C/CnA~, ï .% 1 ,..........

"""""' ,0 500 200 .... .....~~ ...I ~

~ r\180 ~

~v ./,~Il.

0,8 400 160 - v~ y/ ~,

140~ ~ ,/'" ,

-- ,0,6 300 120

~"....{p~ ~

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.... \~0.4 200 80 IJ ' .

l c tl M"C ï~ 1...

1

60 v fJp- .

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0,2 100 40 ~.,.,1 1.0-. ~",n'

50 20~;ëtÜP\e re~\

/l-I~

....r- i-~~ ........ ...

I II

co

Ca ractér ist iy ues d'u n moteur asy nc hro ne à cage en fo nc t ion de la v i tesse

P;o j" J e Fin J' Etudes ln l.xplmrarion des moteurs elec triques

H II ~ lIl ~' [ IAeiN I

b- Stabi 1ité du moteur asy nchrone

[SP Thiè s - les Dalou

cl marche du moteur Il'est stable qu' en tre les foncti onnem ents à vide et d couple maximal .

zone dan s laquelle un ralenti ssement entraîne un accroissement du couple moteur .

Cn;l\ d éterrni ne par ai lieurs :

;;: 13 surcharge instantanée maxima le ad miss ible (C I11;I \ à tens ion nom inale Vil),

* la chute de tension instantanée maximale admiss ible ou la ten sion de décrochage V'kl"

pour que le moteur, en présence d'un co uple résistant constant, ne décroche pas:

h-I Stabilité théorique

l .e r égime perm anent de fonc tionnem ent d'un moteur est obtenu , du point théorique ,

!l) !'squ'il y'a éga lité entre su n couple d'entraînement C ct le couple résistant C, du

mécan isme entraîné . " est nécessaire toutefo is, pour qu'u n tel régime puisse réellement se

maintenir, qu 'il s' établ isse un équi l ibre stable des co uples : en pratique, ce la s ignifie que

lorsque l'égalité est ob tenue, il fau t qu' à tout e augmentati on ou diminuti on accidentelle de

la vite sse corresponde respectivement une diminution ou un accroissemen t du couple

moteur par rap port au couple résistant, de Iacon que le sys tème tend e cl revenir au point

J 'equilibre . La stabilité dépend don c de l'allu re des courbes motri ces et résistantes,

b-2 Coupl e acc élérateu r

Un des facteurs qui déte rminent le temps au bout duqu el un moteur atte int son regime

d'équil ibre est le coupl e acc élérateur qui est la différence, à chaque instant, entre C et C :

plus il est grand , plu s ce tem ps est co urt. Bien év idemment, s'il es t n égat ifdans la phase de

démarrage le moteur ne peut décolle r.

Pro lel ch.: F in d'Etude, 17

l sua nc DIA GN I ESP I'hiès - ICS Darou

, 1.1 c :-i l le mom en t d'inertie glo hal des masses en mou vement, on a : C, = C-c = J(d(J) I1 /dt)

Plus le coup le accé léra teur es t éle vé, plus vite est atte inte la vitess e nomin ale el plus faibl e

est lu contra inte thermique que subit le moteur.

0, uutefois, le co nstructeur peut être amen éà imposer une valeur maxim ale à C, pour limiter

les contra intes mécaniques de certa ines pièces en rotat ion.

( )n d éfi nit parfoi s un co uple accé lérateur moyen CI111<)\ (en détermin ant, par intégrati on,

l'J ir ' comprise entre les deu x co urbes C et C).

v( )11 montre que IJ durée de d émarra ge LI) est donnée par la relation : tl) = .lL.* J* en s

30' ( '({/11( i l

c- Influence de la tension et dE.' la ~'régu ence

N

NOl

80 .6040ao

50 , 00~---+---+- .-:..-+---+---+-..:..:....j.~-~-+---+

1(XL 200

enCr ln% 0/0

200 400 -+---+O~-+-....--=-+~

Le moteu r asy nchro ne es t parti cul iè rement sensible aux variations de tension :

• pour f et N co nstantes, le couple est proportionne l à V2et l'appe l de co urant à V ;

• pou r V et N co nstantes , le co uple varie de manière inverse à la fréquence.

l'I' 'Icl dt.: F in d ' Etllde~ IR L "ploilalllin J t.:~ 1I101clll~ électrique-,

Bi ranc DIAGNI ' [SP Thiès - !CS Darou

d- Caractéristiques en fonction de la charge

lin moteur asynchrone présent e l'inconvéni ent d'abso rber de la puis sance réacti ve,

Son l'acteur de puissance et son rend ement se degradent rap idement lorsque la charge

décroît. A vide, le courant absor bé reste non négligeabl e et la puis san ce absorb ée

corre pond ante est presque exc lusivem ent r éactive. L'utilisateur n'a donc pas intérêt à faire

fonctio nner ses moteurs en sous-charge.

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0,5

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1cos q>

Caracté r"ist igues d'un mo teur asynchrone à cage en fonction de la charge

e- Influence de la résistance rotor

D'apr-ès les équations précédentes, l'augment ation de R ~ a pour effets princip au x

I : .\ p l ll ll al l ll il Je" 1l111 l èU r,,, electliquc"-- ----- -- -----

_ _ _____ ____ --'-'E"-'S-'--P Th ièx - les Darou

r: d'augmenter le couple moteur,

,. de réduire l' appel de courant

Ces propriétés sont mises à profit pour résoudre certains problèmes de démarrage (les

problèmes de démarrage conditionnent largement le di mensionnement des moteurs

~ 1 ~ _ I I C h ro ues).

Dan s un moteur à bague s, l'utilisation d' un rhéostat extéri eur permet de chan ger la courbe

du couple , Plus la résistance add itionnelle est grande, plus le courant du stator diminue

j usq u'i une va leur qu: doit être determinee selon les condition s du réseau (par exemp le

Dans un moteur à cage , on peut agir sur la résistivité des conducteurs rotoriques.

f~ Couple nominal

S' i l se produit une baisse de la tensi on d'alimentation (qui, rappelon s-l e, intervient sur la

\ , l C U l' des couples par le car ré de J'amplitude de la tension ) ou s'il app araît un point dur

( I"rnl l ement, par exemrle) dans le m écanisme entraîné. le couple rési stant à la vitesse

considérée risque de devenir supér ieur au couple moteur maximal.

• Dan s le cas où le couple rési stant C est indépendant du glissement g, ou ne varie

que faiblement av ec lui , cela va se tr aduire par un arrêt du moteur. qui doit alors être mis

hor- serv ice rapidement par un système de protections.

• Dans le cas O LI il présente une caracteri stique variant fort ement avec g, on peut

obtenir une chute brutal e de la vitesse, puis un fonctionnement pseudo-stable av ec des

oscill ations plus ou moins prononcées autour d'un point d'équilibre correspondant à un

~l i s ~L l1l e n t éle v é. donc un rendement faible et des courants rotorique et staiorique éle vés.

~ () l .xploit ai ion de- moteurs e lec triques

I ~ i rd l ll." IJIAl iNL ESP Thie« - les Daruu

On dit souve nt, dans ce cas, que le moteu r rampe . U n tel fonctionnement ne doit pas être

maintenu longtemps, pour éviter une destruction de la machine par effet thermique.

On caractéri se le ri sque qu'à un moteur de se trouv er dans une telle situ ation en

introduisant le coefficient de stabi l i té, qui est le rapport entre le couple maximal Clmet le

coup le nominal l' Il ' Plu s ce rapport est grand , plu s le ri sque d'in stabilité est faibl e.

u En pratique, pour un moteur triphasé, on adopte généralement a = CmaJCn= 1.8

-, Les nonnes (par exemple. !\IF C 51-111 et NF C 51-200) imposent une valeur

minimale (pou r des rai sons LJu Î Ile tiennent pas uniquement à la stabilité) : a > 1.6

g- Coup le de démarrage

Dalls le cas d'un moteur à rotor bobin é, le couple de démarrage (' 1) peut être réglé à la

valeur que souhaite l'utilisateur, au moyen d'un rhéo stat triphasé adéquat dont les sort ies

consti tuent le point neutre de l'enroulement rotorique . .POInt neutre

contacteur de li gne Kt 1

Schéma de montage

l.c .ouple de démarrage d'un moteur à cage est, en revanche, fixé par la con struct ion même

du moteur, et ne peut être modifie par l'utili sateur. Le s normes imposent cependant :

,. C ) '0.5 C" pour les moteurs tri phases de moi ns de 100 kW :

,. CIl/ O.J C, pour les moteurs triphasés de plus de 100 kW.

1

Pro lCI dt: Fin d'Etudes 2 1 l.x pluitarion des moteur- elcctr ique-,

Hiranc DIA( iN I· ~~~"'"_~~~

11 -1-6 Comparai son entre moteur à bagues et moteur à cage

1. '.' d i f férents types de moteur asynchrone ne St ' di stinguent que par le ro to r (cf 1J-1-1 ).

Ua r .' tou s les cas, le stator reste , au moins dans son prin cipe , le même : i l est constitué d'un

enro u lement bobi né réparti à l' intér ieur d 'une carc asse cy l i ndr ique fai sant office de bâti et

lo gé à l'intérieur d'un circuit magnetique suppo rt é par cette carcass e. C e circuit magnétique

-st Io rrn é d'un em pi lage de tôles. en forme de cou ronnes c i rcul aires. dans lesquelles sont

L' C 1 p ées les encoches parall ~le s à l'a xe Je la machine .

•:. Le s moteurs à bagues sont plus chers que les moteurs à cage, En pratique il s sont

r ése rv és à des cas spéc ia ux qui ne peu vent être résolus par le moteur à cage.

Leu r cho ix s' im pose av ec un apparei li age appro pr ié lo rsq ue :

- l'appel de courant ou de pui ssanc e au dém arrage n'est pas adm issi b le pour la source

d': Il tentat ion (source fai b le ) :

- le moteur doit êt re utili sé un réglage passagel' ou permanent de v i tesse ;

le moteur doit assurer :

" un .erv ice intensi f avec frequence elc v é« de demarrage et de freinage ;

*l 'entraînement d'apparei Is à inertie élevée: .

- k noteur doit supporter de s dém arrages de lon gu e durée .

•:. L e moteur' à cage .bcaucoup p lus aisé à construi re q ue le moteur à rotor bob iné, est

d'un pri x de revi ent in férieu r et a une robu stesse intrins èquement plu s grande , II n'est donc

pas étonnant qu'il con stitue, et de loin , la plu s grande partie du parc des moteurs

as -nchrones en serv ice aux ICS.

~\ ) I inconv énient I11J.iCUI' est qu'i l ne peut permet pas d' inserer un rh éostat et qu'il a au-- ---- - - -

ll!E"ll fl IACiN I . - - - ------ [sr 11110, - les [)anll l

démarrage, de mauvaises performan ces (courant éle vé et couple faible ). C'est pour

remedier à cette situation qu'ont été développés d'autres types de moteur (rotor à double

' agL' et rotor à enc oches profondes) que nou s ne traiterons pas dans ce projet.

11-1 -7 Rendement

a- Valeu rs actu elle s

.cs moteurs asyn chrones, comme la plupart des moteurs électriques, ont la réputation

d'avoir de boris rendements. Cette réputation, qui résulte d'une comparaison implicite avec

,,' ;:., ystcmcs méc aniques ou thermiques, est ju stifi ée, comme le montre le tableau ci

J e;:., . ous où sont données à titre d'exemple. les valeurs du rendement à pleine charge de

n ucurs quadripol aires, c'e st d dire de vitesse 1500 tr/min pour une alimentation à 50 Hz,

de différentes pui ssances On )- observe l'effet de raiIle hien connu qui fait que les

C I cmcnt-, peuvent être J'autant plus élevés yue la puissance nominale Pil est plus grand e.

r LII»ance nominale du moteur en kfi~

1{ -ndement à pieine de charge Il .]X 1Il .~~ jO.Y4

l _ _ ---L_

r110 1000 5000

0,95 0.% ,a.Y71-

l .e rendement est peu variable sur une plage qui s'étend au moins entre les 2/3 de la

pu issance nominal e et cette pu issanc e nominale . L'adaptation du moteur à sa charge ne

pose don c pas de problèmes critiques de ce point de vue.

Cett e réputation de hon rend ement des moteurs asynchrones a eu l'inconvénient de

J '. cus ibiliser les ach eteurs des moteurs usue l; (moteur ST essentiellement) vis-à-vis de la

valeur même de ce rendement. De ce fait, certa ins cons tructeurs, qui peu vent être soumis à

LIlle fo r te concurrence sur le marché, peu vent être ramenés à minimi ser les prix de revient

P ''' Ic l dl' Fin d' F:tud l: ~~ ,

_ .1 t.xpknrarion des moteu rs électriquc-,

!1i!i!!JS DIA( j NL ESP Thi ès - les Darou

de leurs apparei Is au détriment du rendement. Lorsque ces moteurs sont uti 1isés de façon

tem poraire ou ave c des cy cles de marche rel at i vement courts, cela n'a guère d'importance.

En revanche , s' i ls do ive nt assurer de s régi mes con t inus pour un e charge supé rieure à 50%

[c la pleine ch arge nominale, comme c'est le cas de la majorité des moteurs (charge

co rnnr ise entre RO et 100%) de D arou 1. il s peuve nt être pénali sants en co ût d'exploitati on

pour l'utili sateur, qui a interet. alors, Ù rechercher un moteur de meilleur rendement.

0- Amél ioration possi o le

POli r augmenter le rend ement d'un moteu r. i l tau t che rche r à rédui re chacun des principaux

po stes de pertes.

,. On peut tout d'abord chercher à réduire les pertes Jou le des enrou lem ents du stato r.

( cci peut s'obte n ir , par exe m p le, par une d imi nut ion de la rési stance des enroulements en

réd uisant la masse des cond uc teurs dan s la partie des enroul em ents qu i ne parti cipe pas

di rectem ent à la con ve rsion élect rom écanique (c om me les têtes de bob ines ).

,. On peut chercher à réduire les pertes électromagnétiques par hyst ér ésis et courants

. 1oucau l t en uti li sant des tôles de faible s perles massiques ou de faib le épaisseur. On

peu t aussi surdimen sionner le circuit ma gn étique . par exempl e en augm entant la lon gueur

el en con servant le d iamè tre, de fa çon à utili ser les matéri aux de tacon mo in s inten se, ce

qui co ndui t à rédui re les pertes vo lum iq ues.

r: Lorsque les pertes électr iques sont réd u i tes. i l de vient possibl e de réd ui re les perte s

n ecan iques el de ve nt i lation en ut il isant un ve nt i la teur de p lu s faible tai lle . L 'am élioration

Je. éch anges thermiques du moteur permet d'augmenter la capa cité de refro idissement et

de réduire la pui ssance nécessaire à la vent i la t ion . Les pertes de friction des pa l ie rs peu vent--------------

1

l' l l ' l<.: 1 Je F in d 'E tude s

ESP lh iès - ICS Darou

être rédui tes par l'util i sation de roulements performants.

1 <1 reduction des pel1es est etroite ment liée au dirnensionne rnent d'en semble, car la

capaci té d'em pl oi d'un moteur est l im itée par la temp érature attei nte par les co nd ucteurs.

()uèly ues avantages 1iés à l 'améi iora t ion des rend ements :

- --- 1- - - -- -1 Ca ractéristiq ues 1ncid en ces s ur le moteu r

I mote=-J~ugmen ta t i on du Augmen ta t~

Bén éfi ces client

Coût J'exp lo ita t ion plu s fa i ble .

rcn crnent et de la D ure ' de vie augmentée.

aug mentation de la durée de vie des

d 1IIlCI ents

A mé l ioration des co nditions de

organes entrai nés,

1 Retour sur investi sseme nt rédu it.

1 travail

- - - - -----.;- - --- -- - - --- --- - - ------jTranquil l ité de fonct ionnement et

1 pui ssance massique.

J! . vugm cntution Je lu duree de R éd uct ion des

~- ­dU

I

des v ibrat ions.

1 D im in ution

du l'acteur de1

1 puissance .

1D imi nut ion

1

1 hru rt.

d'exploitation et diminution des coûts1

Ide

ll'cchuu ff cm cnt .

v ie des composants fragi les.

Augmentat ion de la capacité Je servi ce.

1

1 dt -urcharge-. in stantancc-, ou Ch amp d'app l icat ions élarg i

pro longée s. (tensions, température am biante) .__ _ _______ ________ --J

P !ll lt:1 dl' Fin d' EluJ l: ~ l .xp loit at ion Je~ mot eurs étccrr iquc-,

1

I l l l ,l l le' 1 li '\( i l\; 1 FSP Thl e~ - les f) arou

L'optimisation du rendement est un probl ème glohal de conception , concern ant à la fois le

dimensionnerncnt et la construction .

Pour des usagers intensifs comme c'est le cas à Darou l , le rendement d'un moteur est un

des 'l' i tères techniques et économiques de choi x .

11-1-7 Puis sance nominale

A Darou 1 Ol! un moteur fonctionne sin on d'une façon rigoureusement permanente (service

u lii t i u ], Ju t11 uÎlb Jvec Je très gt'and es pér iodes de fonct ionnement , la d éfinition de la

puissance apparente S, ne so ulève aucun problèrne : elle vaut: Sn = lJ n*l n*.J3 alors que

1 : pu issance nominale active (pui ssance ab sorb ée en serv ice nominal) est

P111 • avec

e" couple nominal à la v i tesse nominale ;

1\ puissance nominale du moteur, qui est la pu issance utile sur l'arbre et qui vaut C Il Û ) 11 111

l : 11 c l [I l valeurs effi caces des tension et courant du moteur en régime permanent ;

'1 11 rendem ent du moteur en régime norninal ;

cp , déphasage entre courant et ten sion de chaque enroulement.

11- 1-9 Calcul de l.1m.Pédance relative

l n moteur asynchro ne bru squement désal imenté (l .1 = 0) se comporte comme un

generateur pendant une courte durée. A insi en cas de faute aux bornes, il contribue au

courant de court-circuit.

D,ms notre étude nous co nsidéro ns que la contribution des moteurs 8 '[ est négligeable

uins: seuls les moteurs Hl sero nt consid érés.

Pr,) jl'( Je Fin J' Etud es 26 l .xpl oit at ion des mot eurs électr ique-

lll l<IIH': I .:....:.) ' -,--,A .=l i-,-,N .:...cl _

L'impédance relati ve est donnee par : zpu = Sh *x "/P

ESP Fhics - les Daro u

SI : puissance de base cho isie = 10 MV A

P : puissance électriqu e nomin ale du moteur p = AtR*coscp

Pli : puissance mécanique caser: facteur de puissan ce

R . rendem ent du mot eur x" : réactan ce suhtrans ito ire du moteur X" - 1./ 1,;

III ' courant nom inal Id : courant de dém arrage

6* 1" d'où X " =: 17%. Ains i on peut écrire Zp 'l ·Sh*R*x "*coscp

100*AI

- -cos'!'lP" (, W) rx~l,::-e;;ombre

-- -.ueurs P(kW ) R de moteursri~1J3 --- '-- -

250 93.WYO (U~ 1 18lJ.945 17 6.8 04

IP I704 250 93.5% 0.8 7 203.362 17 6.8 041

-- ~-- ---- : - .. -

P.2 304 13 15 l)4 . :-;1J ~) 1U.X 6 256.X1.; , 17 ) .4 1 ())

- .- 1 1

P2)05 315 94.8% 0.86 256. 81 J 17 i5.4 031

C2 13 7 200 93.0°;;) 0.84 156.200 17 8.5 01

1- - - - .-- - 1 -

211 _ 3 15 l) x/\ U.X () , .2 :ï 6 XI.l1

1 ) .-l 0 1• (j

1 .-/\ 2X12 315 94.8% 0.86 256 .813 17 5.4 01

l C2()18- --.

520 94.3 % 0.86 421.709 117 13.3 01

1 1 ----- - -- .- - - 1- [1-- -, 1 - --

' l "l -l52 1] 0016)~ Z ~_ ~9 ! 111P~: 1.3

1_

01

P2304e 355 '-}-':\ (i,o.s« 1 V13j{f I7 4.Xl 01

-~ _ .._ - -- -

~~5 3 250 93.X(Yo 1 U.X1 IlX9.94 5 17 6.8 011 1 1

1

520 lJ4 .3Di O i(U~ () 421.7(NTl i ·'i.l-

1( ") 118 0]

1 1 --

27- - -- - - - - ------- - - - ----- -

•

I~ D :\l i~ 1

11-2 Types de démarrage des moteurs électriq ues

l. L' d émarrage des moteurs J' entraînement des machines tournantes est un point délicat de

l' -xploitation des moteurs électriques.

Au décollage, le moteur asynchrone se comporte comme un transformateur statique dont le

secondaire (rotor) est en court-circuit. Lors de /a mise en tension, l'impédance présentée

par le moteur est très rai hie. Il peut s'en suivre un violent appel de courant (Id peut atteindre

4;) 1() fois 'Il) si aucun dispositif ne vient le limiter.

l .es types de démarrage qui existent 3 Darou sont:

II ::' - 1 Démarrage direc t -1/1-

Moteur

Avant de procéder ains i, on s'assure que le rése au d'al imentation du moteur peut supporter

UIlL' telle surintensité: la ch ute de tension induite ne doit pas perturber les autres

utili..ateurs en provoquant :

yi des baisses d'intensité d'éclairage ,

yi un ralentissement et un échauffement d'autres moteurs.

yi un dysfonctionnement de contacteurs , relais ou systèmes électroniques.

Cc'ci ne pose pas de probl ème à Darou 1.

Conséquences:

, Moment de démarrage : MI )

, Courant de démarrage : Il )

l .xpluuat ion de - moteu rs élecrriques

Hrr.mc DI ACi NI ESP T hi e-, - ICS Darou

Avantages:

, Simpli cité de l'app areill age,

r: co uple important,

r: tension de démarrage minim al .

C\ 'st le type de démarrage le plus utilisé à Darou \.

11-2-2 Démarrage éto ile-tri angle

contacteurs.

D'ord inai re ce démarrage est opéré par des

o

o

successi fs

IT n c l e n~~nts success ifs~contac~

Ordres ~ Etats des contacteurs 1

c, rcTH--- - - -l-- - -j 0 1 1

() o

(1 = fermé et 0 = ou vert) 4 o

Ln moteur destin é à un tel démarrage doit avoir les six horn es stato riq ues sorties, être

1 ")spécifié pour les tensions U1 et U 1*3 - SI 1 est la tension du reseau et être bobiné en

tria ng le sous sa tension nominale.

r rans un premier" tem ps les enroulemen ts sont montés en coupl age éto ile lors de la rru se

sous tension .

Dans un deuxième temps, lorsque le couple moteur devient proche du couple résistant

1~ II ' :IIl ': DI /\CiNI Esr Thi ès - les Darou

(util isation d'une temporisation préréglée), la commutation en couplage triangle des

enroulements "amène le couple et l'intensité sur leur courbe normale, avec une pointe

transitoire de courant accompagnée d'un à-coup mécanique parfois important.

[1 s'agit du plus simple des dispositifs de démarrage sous tension réduite.

,.- Moment de démarrage : M,ln

,.- Courant de démarrage : /,/3

,'\vantages :

r appe l de courant divisé par 3,

,.- Appareillage s imple (3contacteurs dont un bipolaire).

e dispositifest g én éralement utili sé pour les puissances maximales au moteur de son kW.

I l - ~- i Démarrage par résistan ces st~toriLJue s

Enclenchemenh succes,;;t;:-des contacteurs 1

Ordres Etats des c,;;'tacteurs 1

successifs CI ,-- C2

() ()

o

QCe dispositi f consiste à introduire une résistance en série sur chaque phase du moteur.

I .! !l l l ' de l e rh Ît ) !1 d ~ l n , cLl tl' résistJnce. quand l' Ill' l' st lr ~j\ ersee p<ll' le courant de._ - - - -- - -- - - - - - --

P 'Il 1.:1Je Fin d'Elude, ~ () l .xpku tarion de, moteurs elec tri que

1___ __-=-F.="S~P__'Th iL' ~ - 1CS 1)aroll

d émarrage, limite la tensi on aux bornes du moteur, el par conséquent, le co urant de

demarrage. Le courant est réduit co mme la tensio n. Le co uple moteur est quant à lui réduit

com me le ca rré de la tension .

Conséquences :

,- Moment de de marra ge : k" MI)

,- Courant de démarrage : 1<. *1 1 >

k '.~ l ,1"",."",.,:.../ l - l i Il ', _ ""III I I:iI, - 1 )1 Il

Avantages:

,- Permet de cho isir le cou ple ou le co urant.

r: Pas de co upure du COU I"anl,

,- Surcoû t modéré ( 1 contacteu r"par cran).

Ce dispos itif essentie llement utili sé en basse tension , ne co nce rne que les moteu rs ST.

Enc lenchements success ifs des co ntac teurs

Il -~ - Démarrage slator ique eivec autotrans tlmnateur

--- - -Etats des co ntac teurs

r . \

o

o

----C,

,1

()

o

o

1

1o

4

,, )

Ordres

success ifs

" " 1"" c l ' III .l'Erudc -, F-.xp lo ll al ioll dc-, 111l) tL'1I r.~ c le( 1 1'l411L'~

1ESP Thiès - les Dar ou

l .a présence devant le moteur, d'un autotran sformateur de rapport k prédéterminé, permet

·1' l'L' J uire la ten sion a UX bornes du moteur. en rédui san t l'intensit é sur la ligne sur la ligne

") ")

dans le rapport le (l p l l l l l ;l il (:-:= 111*lc ).

, d émarrage se fait en tro is temps

r a limentation du moteur sous tension réduite d'un facteur k ; le couple alors rédui t

- ")

d'un facteur le :

r ou verture du po int neutre Je i 'autotran stormatcur : une fract ion gros til du bobinage

se trouve en série avec Je moteur et est traversée par l'int en sité de démarrage: les à-coups

de tension el de courant du troi si ème temps sont a ins i limit es :.

,. court-circuit du dispositifet mise sous tension nomin ale.

Le deu xième temps est en principe bref car ralentisseur : il correspond au temps de

commutation des contacteurs.

On ve ille il ce que les contacteurs so ient correctement et automatiquement verrouillés et

munis de temporisations. Lor s de s commutations , il faut éviter tout risque de court-circuit

' ur le secondaire de l'autotran s forrnateur .

Conséquences :

)

,. Moment de dém arrage: k" MI )

r: Courant de dém arrage : k: *I I)

Avantages :

r Permet de choi sir le couple,

,. Pas de coupure du courant,

l'WI L l de Fin d' Etud es l .xpl oiiat ion de -, mot eu rs e lec triq ue-

1I l ,r;II IV f) 1 ~.G'\J I_ __ _

r Diminution du courant proportionnel au couple,

F.SP rlll\; ~ - les [)arou

r Pas de dissipation d'énergie active (à la différence du démarreur à résistances

.ta toriques ).

Ce di spositi r de démarrage est recommandé pour les moteurs de forte pu issance . D'ai lIeurs

Ù D arou 1, seu 1 le moteur de 1.3 MW est démarrage avec un aurotransformateur el que Je

de marrage ~e fait en deux temps .

l es divers proc éd és de démarrage sont retenus pour concilier la double sujétion de limiter

le courant el de préserver la demande mécanique d'un couple suffi sant.

Proposition: Démarreurs élec tro n iq ues (Unistart, Digi start, etc , .. )

l. c-. modes de démarrage " électroniques" contrôlent la tension aux bornes du moteur

pel Juill toute la phase de mrse en vitesse et permettent des démarrages trop progressifs el

:< 111 :--. a-coups.

- O Ut.' ly ues avanlages d'un démarreur électronique :

r Assure sa propre protection el celle du moteur pour toute la plage de puissance,

r Uti 1isation de toute les moteurs sans déc lassement,

r Signal isation des défauts,

r Programmation numérique sim p le,

r Commande par clavier' ou à di stance

1 a détermination des tensions et courants lors du démarrage d'un moteur, prenant en

com pte les caract éristiques du réseau, du moteur et de son dispositi f de r églage, nécessite

un programme intormauque (programme CADMOS par exemple) ,

PI ( '1 ,'1 de f Il' d'Etudes 1 . 1 l. xploitatiun Je, mot eurs électrique,

• ESP 1hlc ~ - les Oarou

11-3 Types d'entraînement par moteur électrique

II-J-1 E n t rai n ~me n t à vitesse tïxe

B ien que les moteurs asynchrones n'ai ent pas, comme les moteurs sync hrones, une vitesse

<ui ctement constante , puisque N = NJ I-g), il n'est gu ère possibl e, pour autant, de les

considérer comme de s moteurs à vitesse variable . Leur vitesse est en effet bornée, d'un côté

pa l' la vitesse de Ionctionuement au couple maxim al , de l'autre pa r la vite sse de

<ynchroni sme, ce qui ne donne qu'une plage de variation inférieure à 10% . Par ailleurs on

ne d ispose pas de moyens électriques simples et économiques (comme les rhéostats de

Ch31l1p des moteurs à courant continu) pour régler leur vitesse.

Pourtant la va riation de vitesse d'un moteur présente deu x intérêts fondamentaux .

, l.e premier. qui est le plu s evident. eSl de répondre au x exigences de variation de

vitesse de l'organe entraîné (le cas le plus typique est celui de la traction).

, Le second est de fournir un réglage performant au sys tème entraîné, sans celui-ci ait,

' (1 l ) ULL riu ue ur, besoin J 'UIl i"t~ l!,lal!.e J e 'vitesse'-- '-- '--

A titre d'e xemple de ce seco nd cas, on peut citer le fonctionnement de compress eurs d'air :

il .st d'u sage trè s fréquent d'entraîner ces appareils par un moteur asynchrone et de régler

k debi t d'air par de s va nnes qui introdui sent une pene de charge . Ln in stallant un moteur

d'entraînement à vitesse variable. on substitue à ce réglage, qui dégrade l'énergie (les

reuu lations mécaniques traditionnell es consomment 20% de l'énergie électrique utili sée

un-, 'indusure ), un rendeme nt sen.i blcmeru • onstant . Si le compresseur t: :--. l appe lé a

foncti onner souvent hor s de son point de fonctionnement nominal, ce gain de rendement

peut être suffisant POUI- compense r "accroissement du coût imposé par l'introduction d'un

•

Pr' l jcl k Fin d'F lude\~.j ------

1[sr Thi l: ~ - les Darou

entraîneur à vitesse va riable. Il en est particul ièrernent ain si lorsque , pour des raisons de

de l'installation, car ce lui-c i fonctionne en permanence en régime dégradé.

Pourt ant jusqu'à présent c'e st le type d'entraînement par moteur électrique le plus utilisé à

1)arou l . où la vitesse vari able n'est encore r éellernent intégrée (une dizaine

d'entraînements à vitesse variable}.

[[-J -2 Entraînement à vitesse variable

l 'entraînement à vite sse variable d'une machine réceptrice peut s'e ffec tue r selon deux types

I..k~ procédés, fondam entalement d itf érems :

, le premier con siste à ag ir sur la transmission entre le moteur tournant à vite sse fixe

ct l'organe entraîné à vitess e variab le : c'est le cas de s systèmes mécaniques, hydrauliques

( 1 c. cc tro mag ne tiq ues ;

, le second s'obtient en faisant fon ctionner le moteur' à vites se variable à l'aide de

so lutions electriques ou élec tron iq ues.

)t lb notre tra vail nous ne traiterons que le second cas .

So lutions éle ctriques

Seules les plus répandues sont ici mentionn és :

./ Le régl age de vitesse d'un moteur asyn chrone à rotor bobiné à bagues par rhéostat de

c hssement est un procédé incornpati hie ave c un bon rendement et n'est de ce fait uti 1isé

que dans les cas particuliers où les impérati fs de réglage sont con sidérés comme

prioritaires et doivent être réalisés même au prix d'une baisse importante de rendement.

l .c reglage des moteurs asynchrone J ( J.~(' par chan gement de polarité. con siste à

l' r''l c l J e Fin J · I ·. r LJJl:~ , .~ l .x pkiit auon Je~ mot eurs c lectnque-.

11\ Jr<lI1c l) IA(j N I [SP I'hies - les I) arou

connec ter di fféremment les bobi nes du stator Ce procédé ne permet que l'obt enti on de

\ ites ses discrète s dont le nombre dé pend de ce lui de paire s de pôles réali sabl es (en gé néral

deux vitesses) .

Solutions é lec troniques

r: Les Soluti ons électroniques les plus utili sés sont :

- mote ur asy nchrone à cage alimenté par red resseur-ondul eur autonome,

- mote ur asynchrone al imenté par cyclocon verr isseur.

Après avo ir décrit succ inctement les principau x procédés utilisés , il se mb le utile de donn er

un bref aperçu des avantages qui font de la variati on é lect ronique de vitess e une soluti on

att rayante pour bon nom bre de processus indu striel s, à la fo is techniq uement et

éconorn iquern ent.

r Intérêt de 18 varia tion électronique de vitesse

1 es principaux avan tages, d'ailleurs souvent intimement liés, sont les suivants :

.:. So up lesse de réglage et optimisa tio n fonctionne lle

- Grand e facilité de démarrage avec un co uple moteur prog rammable

independant des co ndi tio ns c limatiques et sans temps de pr éparation.

- Soupl ess e de fonctionnement permettant d'adapter l'organe en traîné à des conditi ons

\, ariab les d'uti 1isation et même, dans l'erra ins cas, d'accroître sa plage utile de ser vice .

·\ (b pr31iofl .1ISl' l' -1 11\ proccd é-: mode rnes d'au tomati sat ion et. de ce fait,

participation à l'améli oration de la produ ctivité et de la co nstance de qualit é des produ its.

- Possibilité d'utili ser les moteur s à des vitesses supérieures à ce lles imposées par le

1 ·Së, t ll

l' ro ict de Fin d ' Etu de s l .xploiiatio n de ,' mot eurs e lectriques

1FltL lllV PlAti NI

.:. Economi e énergl,tiquc

ESP l'hi e, - le s Darou

- Capacité de réaliser des economies d'énergie significatives par rapport aux

entraînements du type coupleur grâce à des rendements de conversion électromécanique

intrinsèquement plus élevés.

- Possi bi 1ité pour un equi pemcnt de fonctionner en permanence aux mei lieurs

rendements sur toute la gamme des vitesses réalisables et non pas seulement au po.nt

maxunal de dimensiorinement

.:. Disponibilité et maintenabilité

- Disponibilité élevée des équipements, résultant d'une part d'une fiabilité sans cesse

amc lior ée, et d'autre pan de [a faible duree des réparations et de l'entretien nécessaire

(l'obtention de cette disponibilité sous-entend l'insensibilisation de l'électronique contre les

perturbations du réseau J.

- Dépannages Iacilirés par la modularité des sous-ensembles électroniques et la

l"' '.'si ! ilité de mettre en œuvre des procédures de détection automatique de défaut de

substitution rapide .

•:. Réduction des contraintes sur les matériels et de certaines nuisances

- Réduction des contraintes appliquées à la mécanique (couple transitoire au

d ém arrage, décrochages, coups de bél ier, etc J par contrôle permanent de l'accélération.

- Suppression des appels de courant sur le réseau lors du démarrage des moteurs .

.- Possibilité de se passer des bagues et contacts glissants, facilitant ainsi l'utilisation

L'I I atmosph ère explosible ou agressive,

, Précautions d'uri 1isation------- ----- -------

l' ro ll' t d l' F in d'Elude,

1Biranc [)!i\(j 1 ESP Thiès - les Darou

l .es d isposi i i fs élec tron iquc-, uu l is '''' pour lu va rrat ion de v itesse des moteurs engendren t

des courants harm oniques qui, circulant dans les impédances du réseau , crée nt des tensions

h.rrmoru ques gên antes pour lès autres récepteurs raccord és sur le mêm e réseau. L'emploi

de li ltres ada ptés es t alors co nse illé.

11-4 Fréquence des pannes des moteurs électriques

A Darou 1, il y'a beaucoup plus de pann es sur les moteurs BT qu e sur les moteurs HT.

O n consta te que la fr equenc e des pann es des moteurs élec triques n'est pas due à un

mauva is bobinage, Une étude dans ce sen s dé montre que le rebobinage . qu i es t sous-traité

avec d'autres entreprises (SOREM, Dioubo électrique, SMR, SBI. A BS), es t d'a ssez bonn e

Lju8 1ité .

(' -Id nous a mot ivé à approfo ndir notre analyse da ns d'autres axes, et ces observa tions ont

été faites :

, L'en vironn ement est nocif pour certa ins moteurs ulle température de plus de 30°C

et des vibrations

, L'étanchéité des boîtes 8 bornes au niveau du moteur doit être ass urée afin d'éviter le

fonctio nnement en monoph asé.

, Les moteurs en âUente sont sto ckés dans Ull local qu i peut occ asionne r par fois des

pumles infanti les qui pourra ient mettre en do ute leur rebobinage par exe mple.

, Il apparaî t c lairement que la plupart de ces pann es sont ca usées par les dures

condition s de fo nct ionn ement de ces moteu rs,

\Il\lns que les pann es les plus fréq uentes so nt des pannes mécani ques.

3X---------

l:.xplo itation de s mote urs èlectriqucs

Il )1.11 11; UI:\ ( i , '1

11-5 Protection actuelle des moteurs électriques

PeU" protection des moteurs, on désigne l'ensemble des dispositifs permettant de limiter les

.ons équcnces des d éf aut s électriques, mécaniques ou therm iques, en COUI'S d'exploitation

d'un moteur ou d'un procéd é

11-5-1 Protection des moteurs 81'

.\ Darou 1, la protection d'un moteur 81' t'st gén éralement limitée aux protections contre

I ~ s courts-circuits internes par fusibles ou relais a maximum d'intensité, et contre les

surcharges par relais thermiques direct ou inverse.

Proposition : Exploitation des sondes de température pour les moteurs 81'

l .c relais thermique contrôle la température du moteur en se basant uniquement sur

l'uucnsité qui le traverse . [Jonc toute augmentation de temperature qui n'est pas causée par

une surintensité (par exemple obturation du circuit de vent i lat ion ) échappe au contrôle du

relais,

Ll i :-. les thermosondes, elles , contrôlent d irectement Id temp érature des bobinages dan s

lesquels elles sont noyées lors de la construction du moteur, par le fabricant. De telle sorte

que dans l'avenir, il faudrait les inclure dan s le système de protection , en prévenant le

constr ucteur avant qu'i 1ne fabr ique le moteu r.

/[-5-2 Protection des motems HT

A Darou l , ce sont les relai s PMS qui protègent les moteurs HT contre :

,. L1 surcharge thermique : echauffement du moteur ~A superieur a l'échauffement

nominal L18n, pour un courant I., en service permanent.

,. le défaut entre phases : courant de défaut dans l'une des 3 phase s supérieur au

1Hiranc DIAG NI

réglage (multiple de C) pendant plus de 60 ms.

[SP Thiè s - les Darou

,.. la marche à vide: minimum de courant tr iphasé 0.:2 < 1 <, 0.8 Ir pend ant plus de

3.5 s.

,. le défaut à la terre : co urant de défaut phase-terre supérieur à l, pendant plus de 60

ms ou de 400 ms.

,. le déséquilibre de courant: co upure de phase . Déséquilibre superieur au seuil

pendant un temps supé rieur à 3.5 s.

,. le démarrage trop long : Id > :2l r pend ant un temps t superieur au réglage de la

ternpori sat ion.

Proposition: Uti1isat ion de re lais num ériques

Pour une meilleure liabi lité et une meill eure sens ibilité nous proposons au département

maintenance de rempl acer les relai s analogiques et é lec tromécaniques par des relais

numeriques.

11-6 Critères de choix et spécification des moteurs électriques

Ce so us chapitre do it permettre aux ex plo itants de dégro ssir une applica tion de l'oree

Il ot ricc electrique, ct d'etablir uri e sp éci fication tec hnique des con structeurs de moteurs

élect riques.

Tout en évit ant les dét ail s supe rfl us. les inform ations co ntenues dan s la consultation

du i\ ent être su lli s,!!lLes.. LiUJI itutivemeru el quantita tive ment pour pe rmettre aux

.onstructeurs d'établ il' un ava nt-projet et une propositi on bud gétaire, pour le moteur et son

appareillage de démarrage, Le meilleur compromi s doit être réalisé entr-e les exigences

l'rolll ' \ l k Fin d· I· .l lIde ~

1t.!Q1ll' DI.\( ' N I ESP Tlu ès - ICS Darou

techniques li ées au pro cédé industri el , le co ût g lobal de l'in vesti ssement et le co ût de

loncti an nerne nt.

11-6-1 Critères de cho ix d'un moteur électrique

l .e choix et le dimen sionn em ent d'un moteu r élect r iq ue son cond i t ionnés par les

,. de la machine entra înée, et plus gé néra leme nt du procédé industri el com p let,

,. de l'environnement dans lequ el fonctionne le moteur.

r du reseau d'al imentat ion éiL'd l"iLl ll C.

II~ sont limités par la faisabi l i té indust r ie l le, les normes a respecter et la co mpét it iv ité

. .econorm que.

- Mach ine entraî née

! . ' ~ ca ractéristiques et les cond it ion s d'expl oitati on de la m achine entraîn ée sont des

cr itères fondamentau x pour le ch o ix du moteur électr ique, meme dan s les app l icat ions

banale s, de petite pui ssance, dès lors qu 'on s'atta che <l optimi ser les invest issem ents el les

COLJlS d'exploitation (coût énergétique et coût d'entretien).

1. ' connaissance de Id CO U dJL du couple résistant en lonc rio n de la v i tesse permet d'établir

C: ~ mei l leures conditi ons de demarrage . Si un va ria teur est prévu, cette courbe C = ft

perm et de min imi ser les coûts d'ex ploitation énergétiques. Si la mac hi ne entraîn ée est

équ l p~e d'un di sposit i f ci e régul at ion ( va nne mod ul ant e, tiroir, co up leur, etc. ), le réseau

compl et de courbes C = f(N) doit être pris en compte. Le couple in stantané maximal

, 1 mi xsib le do it être ind iq ué pour IL '; machines trag i les : centr i fu ges, cert ains ty pes de

multip l icateurs de vitesse et d'organes de tran smi ssion (c ourro ies, acc oup lements

Pn l lt'1de Fin d'Elude, --II

1I 11. I Il L· DI A(i N I.

tors ibles ,. . . ).

[sr ÎÎ1Ie ~ - les Darou

L a valeur du moment d' inerti e, ramenée a la v i tesse de rotation de l'arbre moteur, permet

dt' determ iner les durées de démarrage et de ralent issement de la l igne d'arbre.

D iverses autres caractér ist iques infl uent sur la techno logie adoptée pou r réali ser le moteur :

./ di sposit if multipli cateur ou réducteur de v i tesse,

./ type de pal iers, notammen t pali ers de butée, pou ssées axial es et radi ales,

v' type d'accouplement et préci sion d'al ignement ,

v ni veau et fréq uence des v ibrat io ns . . .

ln fi n, les co nd i tions d'expl oitati on de la machine entraînée, imposées par le procédé

industriel dans lequel elle s'in sère. in fl uent sur le di rnensionnement du mot eur :

./ fr éq uence des démarrages.

./ interrn i ttence de fonctionnement,

./ durée. f réq uence et ampl itud e des sur charges .

./ risque s de bl oc age, de d éviragc.

./ nécessité de frei nage, etc . . .

- Péseau d'al im entation électriq ue

[ 'exp lo i tat ion, et surtout le dém arrage du moteur élect r ique, peuvent enge ndre des chutes

dl' tension susce pt ib les de perturber le fonctionnement d'autres appareil s co nsommateurs

J 'électr ici té dans l'u sine . A l' in verse, le fon cti onn ement du moteur peut être affec té par des

vari at ions de son alimentat ion élec tri que. Les car actéri stiques d'alirnentation du moteur

électr ique sont définies par :

./ la tension et la fréquence (et leurs var iat io ns),

11\11 ;111(: D!NiNI

..1 la puissance de court-circuit au point de livraison.

v' le besoin éventuel d'un translormareur, spécifique ou non,

./ les caractéristiques des perturbations,

le type de couplage souhaité pour le moteur,

r.SP Tlue s - les Darou

./ l'éventualit é d'une fourniture ou d'une con sommation de puissance reactive ,

..1 le fonctionnement éventuel du moteur en générateur.

Ces caract éristiques conditionnent le choix du moteur et son éventuel dispositif de

demarrage.

- Lnvironnelllent

La température, l'humidité, l'agressivité de l'air à l'endroit où sera installé le moteur,

l'altitude, influent sur refroidissement, le choix du degré de protection et sa durée de vie .

l~ ()-2 Spécification technique d'un moteur

La spécification technique doit être un guide pour l'industriel demandeur et le représentant

du ,-onstructeur. Celle-ci doit permettre de rassembler les éléments nécessaires au

constructeur pour calculer et dimensionner son moteur. Par conséquent le fonctionnement

de la machine entrainée doit être décrit et les paramètres pouvant intluer sur le

dimensionnement doivent être notés . Il est souhaitable d'y adjoindre une description du

reseau local et des co rn mandes èt protection demandees. Les ex igences particu 1ieres .

Ih \1"Il è ., reg imes spéciau x de fonctionnement , sont à préciser s'i l y a lieu . Cette

sp écifi cation ne doit rassembler que les caractéristiques imposées par l'utilisateur et laisser

l' ini uari vc au con stru cteur ou à l ' ingénieri e pour le choix du moteur (s'il ya lieu) et de son

mode." de démarrage.

1'1" Il' l de F in d'F.lulks-- ----

1-xploit.uron des moteurs électr ique-

1ESP [hi es - les [)aroll

CHAPITRE III :

CONDITIONS D'EXPLOITATION

Pro ll' I de Fin d'E tudes l .xplo itaiion des moteur s électriques

1Ll II, IIl' DI.'\ GNI

111-1 L'environnement des appareilsEsr T hiès - les Darou

l .n g,énéral tou s les moteurs de Darou 1 fon ct iorment dan s les cond i t ions suivantes :

, si tuat ion ex t ér ieure aux intempér ies :

, atmos phère:

- sal ine,

- pou ssIereuse,

- acid e ou corrosive ;

, température ambiante:

- m in im ale de T 10°C :

, humidité re lati ve de 100% à températu re de 50 °(' :

, a lt itude de 50 Ill .

I l est nécessaire, dans un premier Lemps, de d éterminer les carac tér ist iqu es du mili eu dans

lcquc ] trava i l lent ces mo teurs. En ef fet certain s mod es de défaill ance résultent dès foi s, de

la noci vité de l'environnem ent. L es facteurs qui entrent enjeu sont:

./ L'humid ité

L' le a une influence néfaste sur l' isol emen t élecLri que el sur la lub rificat ion

l.ntre aut res. l'hum idité pro vo que l'abaissement de l 'i sol ement fac i l ita nt les fui tes

electr iques suiv ies de pannes totales. L a graisse en présence d'humid ité peut donner une

.mulsion d im inu ant ainsi la bonne lubr i fic ut io n.

A l'arrêt, un grand nombre d'agents chim iques co ntenus dans l'eau sont réactifs. Ainsi en ce

qui concern e la fi abil ité du matériel, rien ne remplace l'air pur, sec et frai s.- - - - --- -

• Ilil 'd ll <: f>1 .'\(j N I

,/ La température

r.SP Thi e, - les Darou

1.::J tiabi lite est fortement diminuée par l'échauffement des bobines et des roulements; de

même la lubrification est fonction de la température.

Au site acides des leS la température se situe entre 10 et 40 °C . On sait que J'échange

thermique eSL plus e fficace sous une tem peratu re ambian te relat ivement basse,

,/ Les vibra tions

lcs moteurs subissent de torres vibrat ions de la pan des machines entraînées. Pour

l'cntrainement par poulie co urroie l'd l' exemple . le dépl acement est perpendiculaire au rotor

du moteur de telle so rte que des forces transversales sont exercées . Donc les courroies ne

doivent pas être trop tendues pour éviter la flexion de J'arbre .

r .cs chocs l't vibrati on- ont des cou xequen 'cs SUI ' les roul em en ts :

- dét ér ioration des chemin s de roulements à la suite du mart èlement.

- la gra isse es t donc chassée hors du roulement.

l-.n cas de vibration en milieu humide , les eff ets de ce s facteurs se superposent. En outre la

\ 1 )1':Jl iull facilite l'en rée de l'humid ité dan s les Lones les plu s critiques, ain si l'émulsion

des ~ra l s se s .

./ L'agressi vité

( )n .o nsiate qu'i l cx: ' Il' beauc oup de pou ssi ère J Darou. ce qui obstrue les canaux de

\ ent : lat ion .

Pour une bonne étude des différents modes de défaillance , on doit surtout tenir compte de

l ' ~ l!:!- re s s i \ ' i té de cet en v ironnernent car 13 plupart des problèmes sont cau sés par ce facteur.

1[SP [hit: ~ - les I)arou

111-2 Les cycles opératoires

L ~ :-. ~ y ~ l e s opératoires concernent les anal yses vibratoires et la lubrification des machines

tournantes. Elles se t'ont périodiquement par une équipe du département maintenance

appel ée inspe ction

, La lubri tication

i .c: .ubriliant reflète l'état du sys tème dans leque l il ci rcule . Aussi son analyse permet une

meilleure connaissance de la machine. Ce suivi de la qualité des huiles est plus important

que plus de la moitié des pannes mécaniques sont due s a un défaut ou un manque de

lul n tiaru. Pour pouvoir diagnostiquer de façon preci se un défaut, il convient de suivre

reg ulierement les paramètre s tels que la viscosité. l'acidité , la présence de panicules de fer ,

la taille des particules, etc . .. L'analyse de lubrifiant vient so uvent en complément des

unal, ses vibratoires pour confirmer des hypothèses.

, L'ana lyse vibratoire

La décomposition en série de Fourier du signa! temporel mesuré par notre accéléromètre,

nous permet de diffé rencier les défauts de la machine (balourd, al ignernent, roulement,

etc" .), mais auss i de définir pou r chaque bande de fréquence, des seuil s d'acceptation.

Cette technique , au se in de la maintenance conditionne lle, est l'une des plus performantes

en terme de nombre de dé fauts potentiels diagnostiqués par rapport au temps

d'Intervention. Cette analyse se rait gén éralement dans le cadre d'un suivi, et de mesures

p ériod iques . Signalon s que les périodi cités sont ca lculées pour chaque appli cation

industriel le.

Proit'I dt: Fin d'Etude: -1 7 l ..xploitan on des moteurs étccrr iques

1III-J L'installation du matériel

l. es princi pale s qualités techni ques et humaines tell es que :

..; la régul arité du prod u i t ou du serv ice rendu ,

,/ la sûreté ou au moin s la sécur i té de fonct ionneme nt,

,/ la tranquillité de marche,

../ la durée de v ie de la struc ture et de ses co m pos ants,

../ l'endurance au po ste de travail,

ESP Thi ès - ICS Darou

pouv ant être menacées par les vibrations de structure doi vent être pri ses en compte lors de

1; 1 mi se au po in t du matéri el,

La fondati on et la réal isati on de s fond ations rel èvent de l'enti ère respon sabi 1ité de

l, 'acq uere ur.

L es supports de montage m étal] iq ues do ivent être recouverts d'une co uvert ure de

. . .protect ion anu -corrosio n.

l .a surface des fondati on s doi t être parfaitement plane et suffisam ment so l ide et ri gid e pou r

support er les efforts mec an iques ell l 'd S de court -circu it et év ite r les problèmes de

i è ." O I1anCè .

•:. Ancrage de la machi ne aux fondati on s

On boulonn e les ti ges fi let ées sur les patt es de la mach i Ile et on pl ace de 1 à :2 mm entre les

lige. fi let ées et les pattes.

L 'al igneme nt est direct ement effectué selon les proc édu res adéq uates.

O n sce l le les ti ges filet ées avec du b éton, on vérifie l'ali gn ement et on perce les trou s pou r

l':" 1l'1 dl: Fin J' E rud~, .IX l.x ploita i ion J~, moteurs e lectrique

1_ _ _________ ___ _ E=.S P TllIi:s - ICS Darou

111111

les goupi 1tes de position nemen t.

.:. Ol-i j~ ce s de vidan ge

I.es orifices de vida nge ouve rts do ivent toujours être ori entés ve rs le bas meme SI la

d isposition de montage diffère de la disposition standard.

Dans les ambiances trè s pouss iére uses, tou s les orifices de vida nge doi vent être ferm és.

•:. Alignemen t

Un alignement correct es t essentiel pour éviter toute détériorati on des paliers et de s bouts

d'a rbres et préve nir les prob lèmes liés aux vibrations .

•:. Gli ssières et entraîne ments à co urro ie

On place les g lissières horizontalement sur le même plan.

( ) i iri f que l'arbre du mote ur est para llè le à l'arbre entrainc ou en traînant.

[ a cou rro ie doit étre tendue con fo rmément aux con signes du fo urnisseur. Une courroie

trop tendue peut endommager les pa liers el entraîner la cassure de J'arbre . On ne doit

ja ma is dép asser les va leurs maximal es de ten sion de co urro ie (charge s radi ales imposées

aux pa liers) fi gurant dan s les ca ta log ues de s prod uits.

•:. Racc ord em ents électriques

C huque moteur est livré avec la boîte à bornes montée SUI- la parti e superieure, avec les

entr ées de câbl es pos sibles de s deu x cô tés ,

O utre les born es pr inci pa les de racco rdement des enroul ements et la borne de terre, la boîte

à bo rnes peut ég aleme nt co mpo rter des po ints de racco rdeme nt pour les thermi stances, les

résistanc es de chauffage (am i-co ndensat ion à l'arrêt) . . .

[ i l hoîte à hornes peut être maintenue sous tens ion (alors que le moteur est hors circuit)

P n l!l" J e Fin d' lëtudes ~l) Exploitatio n des moteu rs électriques

H I L l l l l ' D I/V i N l ,

pour l'alimentation des

en rou lements.

r ésistances de r échau ftage ou

ESP 1hie, - ICS Darou

le r échauffage direct des

Proposition: analy se de structure

L 'analyse de struc ture permet de connaître la reponse a une excitation mecanique d'un

c il CI ~ si s , d'un b âtiment . etc ... Cette excitation peut bien être un balourd sur une machine,

une fréquence d'engr ènement. etc . . . Elle permet aussi de simuler l'efficacit é des renforts

mécaniques qui peuvent être mis en pla ce.

111-4 La révision du matériel

i :J rev ision du matéri el concerne essentie llement :

,. le rebobinage, fait par sous-traitance :

,. le changement de roulements, effectué au ni veau de l'atelier central de maintenance ;

,. Id v érification Je la r ésistance d' isolem ent. l'ai le avant la mise en servi ce du mote ur

ainsi qu'en cas d'humidité suspectée des enroulements. l.a rési stan ce d'i solement,

me suree a une température ambiante de 2Y ;C doit être supér ieure à la valeur de

référence ca lcu lée au moyen de la formule su ivante R1- 20*U en MnIOOO+2P

(mesure effectuée avec un mégohmmètre SOO V c .e.) où U est la tension( volts) et

p = pu issance uti le (k W) .

»:» ' r i li Ldl ion ':> m incure-, peu cru sou vent èire faites :

./ la temp érature en surface de la machine (enveloppe) doit, en fonctionnement

normal , rester dan s les limites définies (v érifier en touchant avec la main) ;

1

l' l ll l l ' l Je F IJI d ' E lude" l- \p 101131 ion des mo teu r., c lectn quc-,

1Hiranc DIACiNI - - - - - -- - - -- ESP Thiès - ICS Darou

./ il est conseillé de tourner l'arbre avec la main à intervalle régulier pour éviter

toute coulée de grai s::-.t.' :

./ recouvrir les surfaces non protégées du moteur (bouts d'arbre et brides) d'une

couche de protection anti-corrosion ;

./ diviser les intervalles de lubrification par deux pour les moteurs a arbre

vertical:

./ pour les machines tournant à grandes vitesses (par exemple machines :2 pôles

de grande puissance) verifier que le facteur i ~ , de la grai sse est suffisamment

éleve, fn = L>m*n avec D Il I · - diameire moyen du paliert rnm ) et n =- vitesse de

rotation (tr/min ).

1f1-5 La politique de maintenance

l .a maintenance est l'ensemble de tout ce qui permet de maintenir ou rétablir un système en

état de fonctionnement . En d'autres termes la maintenance est la médecine des machines.

Sa mission est triple:

,.- surveillance permanente nu p ériodique.

,.- dépannages et réparations,

,- actions préventi ves.

La maintenance est maintenant reconnue comme un des facteurs les plus importants pour la

marc he des enrrepriscs modernes car l'importance de la qualité du matériel de production

sur la rentabilité de l'entreprise n'est plus à démontrer. Donc notre objectif est d'assurer la

di sponihiliie des machines dans J'exercice dt.' leur lonction .

.; 1

H l l'<I l1l ' !) I /\ ( i N L

Pour cela quatre types de maintenance s'o f f rent à nou s :

a- La mai ntenance correcti ve

C'est une opération effectu ée après défai llance.

ESP lhi c-, - les Darou

" -.: correspond à une attitude de defense dans l'attente d'une défaill ance fortuite, attitude

• aructcrist ique de l 'entreti en traditionn el . fol k d ébou che sur deux types d'interventions :

,- les dépannages, c'est-à-dire une remi se en état de fon ctionnement effectuée in situ,

parfoi s sans intervention de l'en semble concerné , ont un caractère provisoire . Ils

caractéri sent la maintenanc e palli ative.

,- les réparation s, faites in si tu ou en atel ier central , parfoi s après dépannage, ont un

car actère d éfinitif Il s caractérisent la maintenanc e curative.

Ile exi ste en tant qu e compl ément résidue l de la maintenan ce préventive . b:n effet, quel s

qUL' so ient la nature et le ni veau de préventif mi s en œuvre, il subsis tera toujours

inexorab lement une part de défaill ances résiduelles entraînant des action s correcti ves.

Au site ac ides, en ce qui concerne les moteurs, ce type de mainten ance est presque

cxc luxivcment curati . c . Fn effet . cc sys tème d'entretien curatif n'est pas sans problème si

l 'on sait que l'atelier centra l électro méc anique fo nct ionne en permanenc e, Ce qui élè ve les

cuÜLS de maintenance .

.lusu ticat ion. en tant que sys t ème de maintenance :

./ lorsque les t'rais indirects de défaillance sont minimes et les contraintes de

sécur i té taibles ;

,/ lorsque l'entrepri se adopte une politique de ren ouve llement fréquent du

matériel

1

Prll ll '\ de Fm d'ElUd l:\ 1·xplo itarton de-, moteurs é lectriqu es

1~ 1 r. 1I1l 11.\(_; _, ESP Thiès - ICS Darou

./ lorsque le parc est constitué de machines disparates dont les éventuelles

défaillances ne sont pas critiques pour la production .

b- La maintenance préventive

l "est une maintenance effectu ée dans l'intention de réduire la probabi 1it é de défai Ilance

d'un bien ou d'un service rendu.

C'est une intervention de maintenance pr évue. preparee et programmee avant la date

Elle est bien connue au site acides où les objectifs visés sont principalement:

./ augmenter la fiabilité des équipements, donc réduire les défaillances en service

réduction des coûts de défaillance. amélioration de la disponibilité :,

./ augmenter la durée de vie des équipements ;

,,/ am éliore: l'ordonnancement des travaux, donc les relations avec la production;

./ réduire et régulariser la charge de travail :

./ faci 1iter la gestion des stocks (consommations prévues) :

y" assurer la sécurité (moins d'improvi sations dangereuses) ;

y" plus g loba lement, en rédui sant la part de fortuit, améliorer le climat des relations

hum ai nes (une panne imprévue est toujours génératrice de tension).

La mise en œuvre d'une politique préventive implique le développement d'un serv ice

" methode-maintenance " effic ace . [n effet on ne peut raire de préventif sans un service

mernode qUI va grever 3 court terme les coûts directs de maintenance, mais qUI va

pc'l'lllettre :

,;' la ge stion de la documentation techniLjue, des dossiers-machines, de s historiques,

•

P r'll l:1 Je Fin J'Etud c: ~ f .xp lo uauo n Je~ moteu rs électr iquc-,

!l li a lle' Dli\C iNI

,/ les ana lyses techniques du comportement du m at ériel.

,/ la préparation des intervention s préventi ves,

v' la conce rtation ave c la production;

autant de conditions nécessaires à la maintenance préventi ve.

F:SP Thiès - les Darou

Dans ce système l'état des moteurs a une grande importance, et il ne faut pas perdre son

temps à entretenir un matériel désuet. Signalons entre autres que les considé rations

économiques doi vent primer sur les con sidérations techniques. Alors une politique de

renouvellement doit être mise sur pied pour certa ins moteurs. Nou s pensons que ce

système ne sera pas coûteux car les travau x d'entretien pour ces moteurs sont assez simples

(ne ttoyage, changement des roulements, inspection des boîte s à bornes).

Lnfin nous suggéron s aussi de calculer les coûts d'entretien de chaque machine; ces coûts

annue ls permettront de juger l'opportunite de leur remplacement .

c- La maintenance systématique

l. 'est une maintenance préventi ve effectuée selon un échéancier établi suivant le temps ou

le f ombre unit és d 'U S ~H2,e.'-

La mise en place d'action s préventi ves systématiques suppose une connai ssance préalable

du comportement du matériel dans le temps.

l-n e ffet les interventions systématiques sont programmees se lon une périodicité T,

obtenue à partir des préconisations du constructeur ( I lL' phase), puis à partir des résultats

op érationnels recueillis lors des visites préventives ou lors d'essai s (y phase), ce qui

permet une optimi sation économiqu e.

"est une forme de maintenance qu i peut être surveill ée ou abso lue,

•

1'''11<:1 Je F in d'Etud <.: ~

Il lr:llh: DI /\ GNI _ [SP [Ill ès - ICS Darou

./ abso lue. aucune in spection n'est fa i te entre deu x interventi on s programmées.

./ survei l lée, on programmera des in spections périodiques ayant pour objectif le

contrôle de l'é cart entre l'état con staté et l'état esti m é

A u si te acides, nou s av ons une maintenance sys témat iq ue survei ll ée qui concerne l'anal yse

\ ibrato i re et la lubrification peri odiques des machines tournantes.

d- la maintenance conditionnelle

C'est une maintenance subordonnée à un type d'événement pr édétermin é (autodi agnostic ,

mesure)

I- l le a pour objectif d 'assurer le su iv i cont i nu du matériel en serv ice dan s le but de prévenir

les d éfai Il ances attend ues.

f-J le n'irnpl ique pas la connai ssance de la loi de dégradation. L a déci sion d'intervention

pré ent i ve est alo rs pri se lorsqu'il y'a év idence exp érimentale de défaut irnmment, ou

approche d'un seuil de dégradation pr éd étermin é.

La cond i ti on premi ère de sa mi se en place est que le matériel s'y prête (exi sten ce d'une

JL:g l':.tJalion progressi ve el Jélectabl ej el qu'i l m érite cette pri se en charge (criticit é du

matériel) . Pour que le matériel s'y prête, il est nécessaire de trou ver une corrélation entre

un param ètre mesurable et l'état du sy stème .

l 1 L '-lUI nous con cerne. nous purlerons Je maintenance prédicti ve puisqu'elle est

appliquée au x machines tournantes. Dès lors, en ce qui concerne les moteurs. les mesures

tn it c: sont:

./ le ni veau de v ihrat ion ( ~1 l 'aide d'un acc él érom èt re) ,

./ la fréquence de v ibra t ion (anal y se permettant un diagnostic) ,

1

PIU,.:I de: Fin J ' Etudes F.'\pIOlt3tioll Lies moteurs électr iques

Il l l"dll<: 1)1/\CiNI

./ la teneur en résidu s d'usure (an al yse de lubrifi ants) ,

ESP llu ès - les Darou

l. es capteurs de bruits et de vibrations fixés sur les parties externes d'une machine

tournante fourni ssent des info rm at ions qui, brutes ou trait ées, sont sign i ficat ives de l'état

interne de la machine (d és équilibrage, dégradation des paliers, tr ansmission).

N OUS avons un personnel qu alifié (l 'équipe d'inspection) qui assure le sui vi de toute

l' inxial lat ion et interprète les Illesme."\ . déc idant de l'opportunite d'intervention immédi ate

ou à terme .

Propositions

r Module de surveill ance St3tULs

l .e module de surveillance en continu eSL conçu pour les moteurs asynchrones à v i tesse

fi xe . " permet de suivre en tendance autant les vibrations du sys tème. que les variations de

i lu x electrom agnetique. ainsi que la tem perat ure de fo ncti onnement.

r Thermographie infrarouge

l. a thermogra phie infrarouge permet de mettre en év idence de nombreu x défauts sans

contact et Je manière non destructive . En maintenance conditionnelle, elle eSL utilisée pour

v érifier le serrage des cosses électri ques, contrôler le v iei l l issem ent des composants

elec tron iques, de mettre en évidence des défauts d'alignement, d'usure de paliers, de

manque de gra issage, . . Elle est aussi utilisée pour v érifie r les déperditions de chaleur sur

tk s éléments chauffa nts et leurs r éfractaires, ou mettre à jour de s fuites de tluide. Uti i is ée

I..u le dans cert ains cas, elle est peul souvent associée à l'anal y se v ibra to i re sur les

machines tourn antes.

l .xplouai ion U C\ moteurs c lcc tr iquc-.

ilira ll l: DIA(jNI. [ SP rhl~~ - le s Darou

I.J mise en œuvre des tech nolog ies de pointes dans le do maine de la main tenance, comme

l'analyse vibrato ire ou la thermographi e IR . nécessi te une étu de approfo ndie des besoins

exprim és ou latent s.

Rien que la maintenance ne co ns iste pas à faire du prévent if à tout prix, il se ra intéressant

de \ érifi er que l'évol ution amènera les les co mme toutes les en treprises à des taux

croi ssa nts d'act ivit és préve ntives .

1

",,'1 "i. F III d' Ltudc-. l .xpton anou Jt:~ mureur-, électriques

1

-

ProIe! Je Fin d' Etude~

ESP Th iès - les Darou

CHAPITRE IV :

ETUDE DES DEFAILLANCES

Lxp loitaiion de-, moteurs c lecrnq ues

I l l l';1I1l ' [) 1i\( i Nr

IV-l Reconnaissance d'une défaillance

ESP Thi ès - ICS Darou

l ' I l l ' dé fail lance es t une alterat ion ou une cessation d'un hien a accomplir une fonction

requi se.

l.es défa illances sont à la main tenance ce que les maladi es sont à la médecine leur raison

d'ex ister.

Il serai t illusoire de vo uloir opérer un dép an nage ou une réparati on su r un matériel san s

~l \ oi r au pr éalable é lucidé la nat ure de la défa illance ~ remédi er .

, Co rrec tion des dé faillances : les interventions

Les dépan nages so nt des remi ses en éta t de fonc tion nement prov isoires avant réparations.

l es réparat ions son t des interven tions limitées et d éfinitives.

, Relevés de dérai1lances

Cc sont géné ra lement lès bons Je travau x qui servent de base au x historiques. Ces relevés

peuvent être entrés en ordinateur q ui liste CL' S defai llances à la deman de par nature, par

mach ine, par secteur. . . ou qui les traite : fiab ilité, disponi bilité . . .

IV-2 Défaillances é lectriq ues

IV-2-1 Echauffeme nt

L' échauffe ment d'un moteur est ad miss ible j usqu'à une ce rta ine limite qui es t fonc tio n de sa

classe d'isolation .

Signa lons que les mote urs de Darou 1 so nt conçus avec un système d'iso latio n de c lasse F.

La cla sse thermique F autorise des échauffeme nts de 105"C et de s températu res maxim ales

~l U X points chauds du moteur de 1):-" ' (' .

1

l'l'ni el Je F IIl d ' Etude,

1111J1!ll' D IA( iN I ESP Thiès - les Darou

l- chauffe ment (6T ) L't tem ératurL' s maximales des Jloints chauds (T1II 'IJ se lon la classe

d'iso lation

6 T r..

C lasse B 80 "- 13O°C I

C lasse F 105 K 155°C

Classe H 125 K 180°C

- '-

1e calcul de l'échauffement est réalisé selon la méthode de la variation de résistance des

enroulements, par la formule suivante:

K I· resistance à froid mesurée cl la temperature ambiante li

R2 ·- résistance stabi 1isée à chaud mesurée à la température ambiante T2

~' ~ : coeffi cient correspondant à un bobinage en cu ivre.

L'echauffement anormal peul être situé à différents niveaux:

,. Le fer actif du stator s'échauffe uniformément mais la charge du moteur ne dépasse

pas sa valeur nomin ale. POUl" ce cas précis la tension est supérieure à la tension

nominale. Donc il faut envisager une diminution de la tension.

, L'échauffement anormal de l'enroulement statorique est engendré par une surcharge

ou par une défectuosité de 13 ventilation.

,. J'échauffement anormal de l'enroulement rotorique est provoque par un mauvais

contact entre les tiges du rotor en court-circuit et les couronnes de court-circuit à

cause du détachement des tiges ou J'une rupture des couronnes.

•

hO ~:Xpl()lldIIOIl des mot eurs e lec triq ue

11\ 1 1 ~ 1I 1 C DIN,NI Esr Thiès - les Darou

, De s défaill ance s infantiles peuvent être causées par les creux de ten sion ou deu x

probl ème s sont con statés :

- du moment que k' moteur tourne encore. co nserva nt sa force electromotri ce qUI

n'est plus en phase avec la ten sion du réseau reven ant, une surtension sera

provoquee.

- d'autre part le moteur ayant ralenti. le cou rant de repri se est un peu inférieur au

courant de dém arrage, alors existe une sur intensi té, et par con séquent une chute de

ten sion.

1\ -2-2 Fon cti onnemcnt en monophasé

l in manque d' étanch éit ède la boîte à bornes peul isoler une phase du moteur ; ce qui cau se

un foncti onnemenr en monophasé. L a rupture d'une phase qui le plus souvent la

co nsequence d'une cause ex tr insèque, telle qu 'un choc, une surchauffe ou une vi brat ion;

peut être il l'ori gine de cette défaillance. En effet, du fait que le moteur est déj à lanc é, il

cont inue à tourner et à fournir la même puissance :

P = 3 1 ~ * U * [ if ipll ;,,;c avant l'an omal ie ;

P' LI* [lll o llopll;N : si le moteur fon ctionne en monophasé.

M ais en r éalit é le couple moteur d iminue un peu, de même yue la pui ssance absorbée et on

ob t ient fin alement : I munn ::::; 1,5 l'ri

.1 oncu onnement monop hase. on J auss: LI ll e \ ii csse legerement in lérieure a la vitesse

nominale .

•

hl Lxploit ation des moteu rs élecniques

l1

H!Ii.lI.l-" I) IA( iN I

I\I -J Défaillances mécaniqu es

~~ l l e s son t nombreuses mai s les princ ipa les sont :

r Les v ibrations

F.S P Thiès - ICS Darou

1uuLt:S les struc tures èl in stal lati ons in dustr iel les sont suj ettes à des vibrat ions, qu'il s'agi sse

de ce l les qu'el les génèrent ou de cel les qu'e lles subissent de la part de leur env ironnement.

l .n aucu n cas on ne doit laisser en fonc tion neme nt un gro upe qui pré sente des v ibra t io ns

ui. o rm ulcs. Cel les-ei 1-euv cru I lru L'II i l' d'un mauvais 1ign Jge de ]a transmi ssion, d'un j eu

dans les paliers, d'un arbre faussé, d'un déséquilibre du moteur.

, Les défauts de l'OU lem ent s

l ous les effo rts dyn ami qu es d' une l igne d'arbre sont soutenus et encaisses par les

ro ulements, Ai nsi ce sont les éléments les plus cri t iques , et do nc les éléme nts à surve i ller

k plu..·. " .;; t alors important dl' r ': i1 isel' des cont r ôlc -: périodiques SU I' les mach in es

cr i t iq ues. Si un roulement donne des signes de tatigu«, carac tér isés généra lement par un

bru it ano rma l qui ne tend pas à di sparaître malgré un apport consid érabl e de graisse neuve,

i i con vi ent de le démonter et cie le rempl acer. En aucun cas, on ne do it f rap per sur la cage

ou la bague int érieure pend ant le montage d'un roul em ent Après montage, i l faut procéder

il un essai en marche el observe r le fo nc tionnement en appl iquant l'oreill e contre la poi gnée

d'u n to urne v is appuyé sur la boît e là ro u lements. Un si fflement est l'indi ce d'une

lubr i fication défe ctue use, tandi s qu' une marche bruyante et i rrégu l ière peut ind iquer très

probab lement la présence de part icu les étrangè res entre les bi Ile s du roul ement.

l' Io let Lie l-r n d'E tud es 1.xplo iration des moteurs électriques

I kl!' ( : P.!~~ _

, Défaut Je l'efrolJissemelll

Esr Th l l: ~ - les Darnu

l .e refroidissement est réal ise par un venti lateur monté à l'arrière du moteur, à l'intérieur

d'un capot de venti lation, assurant la protection contre tout contact indirect. L'air aspiré à

travers la grille du capot est souffle le long des ailettes du carter par le ventilateur assurant

Ull équilibre thermique dans les deux sens de rotation . L'obturation, même accidentelle de

la gr i l le du capot est très préjudiciable au refroidissement du moteur (capot plaqué contre

une paroi ou colmaté) .

, Balourd et al ignement

Cl' son t ces défauts qui provoquent les efforts dynamiques les plus violents sur une ligne

d'arbre. Ils sont une action importante sur la durée de vie des roulements et paliers, mai s

auss. une intluence non négligeable sur la consommation d'énergie. Ainsi, ces opérations,

peu coûteuses comparées à t'environnement de la machine, permettent de remettre cell e-c i

dans des conditions optimales de fonctionnement.

r: Défaut d'équilibrage

l .e b u ! J'un équi l ibrage èS! de limiter ou de diminuer les forces sur les roulements , et donc

Je prolonger au maximum la durée de v ie. Ceci s'inscrit pleinement dans le cadre de la

maintenance préventive et prédictive. Sur un moteur, la force sur un roulement est

p l U Jur t iu l l l l l' i lc à l'ampl uudc des \ ibrations el à un effet très important sur la durée de vie:

I-:- n effe t lorsque la charge dynamique double, la durée de vie du roulement est divisée par

X. Ainsi il n'y a que 10 à 20 % des roulements qui atteignent la durée de vie maximale

calc u lée.

lcs coûts énergétiques repr ésentent une pan importante de s coûts d'exploitation. Et les

Pl ll l'-'l dl: FIIl J'F.llIdL~ h xp lo itarion de-, moteurs électrique-.

ESp 1hie .~ - les Darou

I-.xpl oitalioll des moteurs électriques

•

machines fonctionnant incorrectement ne font qu'augmenter ceux-cl. En pratique, un

mau vais équilibrage fait qu 'une machine moyenne absorbe à 2 % de courant

suppl érn enta ire.

L ' ~nergie économ isée dans un moteur sc calcule par:

E = (lirtitiar-lfinal)*V*Cosfi*31 /2 avec l l llll iai courant absorbé par un équilibrage défectueu x

1111,;d courant absorb éaprès équi l i brage : V tension du moteur.

[ .1ntervention d'éq ui 1 i brage est très rapidement co uv erte par les écono m ie::; d'énergie .

IV-4 Les corrosions

Dl' nature trè s var iées. et importantes pour un technicien de maintenance, elles méritent un

développement parti cu 1 ier .

l' -4-1 1-8 corrosion électrochimique

(·11t.' affec te les métau x (très souv ent le fer) en milieu x aqueu x.

I .:J corrosion atmosphérique entre dans ce cadre. l'él ectrolyte étant apporté par l'eau

contenu dans l'atmosphère. N ous avon s les réaction s sui vantes :

Réaction anodique: Fe ------+ Fe ' + 2e

R éaction cathodique : 2H ' L 2e --> ~I ,

les ion s ferreu x étant en so lut ion dan s l'eau.

l .a corrosion galvanique est de nature sem b lab le : deu x métaux de nature différente sont

l'cuni s par une soluti on aqueu se conductrice (élec trolyte) et forment une pil e (transfert des

ions de l'anode métallique).

[. 3 corrosion par aération différentielle (ou par l'oxygène, ou par "goutte d'eau") est une- -------- - - --- ----- - - - - - - --------

1'111 1 '1 dt: FIIl d' Flud t:\

1\ 11.111 -: lJ I A (j ~ 1ESP Thi ès - ICS Darou

vari ante : les zones fortement oxygénées sont cathodi que s (pôles + ), les zo nes pauvr es en

oxygène sont anod iques.

rV-4-2 I .a co rrosion chi miq ue

La mise en contact fortu i te ou normale , temporaire ou permanente d'équi pement avec des

produ its agress i fs entraîne une corros io n chi m ique: réacti on ch im ique avec perte réguli ère

J ~' Il at iere, lo rm at ion Jè piq ûres ou li sxurat ion in ter-granulai re.

1es agents corrosi f s peuvent être des acides (sulfurique, nitrique, phos phorique), des

h ,Jrac ides, des co mposes halogénés ou alca li ns, des atmosphères réductr ices ou

(ixvdantes.

:\ tLcnt ion aux lubrifi ant s, dont la rrussion est la prote cti on des surfaces, mai s dont les

additi ts crée nt certa ines incompat ib i l i tés et dont l'oxyd at ion produit des acides or-ganiques.

f\ . .:J. -] L a corros ion électr ique

S lJU <' l 'eff et de "courants vagabonds" , deux surfaces méta l l iques peuvent être soumis à une

f)f)r su ff isante pou r créer un arc , entraî nant une abras io n (surface I-ayée par un co rps

(surface ou particule libre) de dureté sup ér ieure ).

1\' -4 -4 La co rros ion de con lact

Ile survient lorsqu e deux pi èces sont en contact et soum ises à des v ibrat io ns, Fn gurse

d'exempl e, nous citeron s le cas d'une bag ue extéri eure de roul ement dans son logement.

D,JI :-) ce processus co mp lexe, il se forme du Fel ) ; en po ussière rouge âtre t rès abrasi ve.

1\' -4- 5 L a co rros ion haClér ienn c

[ è " hui les de coupe el les eaux indu strielles cont iennent souve nt des ferro-bactéries

a érobies ou anaérobie s.

•

1' -' '1 <.: 1 ,1.: Fin d'Elude.'> (,-~

=[SP f hll:, - IC'S Darou1\ 11'.111 ' I ) I. \ <;~ I ~'__'_'_=__'__'~~~

r _ t? ~ bactéries aérob ies donnent des acides, les ana érobies attaquent les produits sulfatés

pour donner du SH 2.

1\ --+ -6 La ca vitation

.1I e se man ifeste sur J èS pièces en contact dan s une /one. Des huiles se forment dan s la

masse du liquide en écoulement. Sous l'effet de la pression externe, ces bulles implosent,

~é ll é l'3n t une onde de choc accompagnée d'une température ponctuelle élevée .

."\ il\si s'explique la dégradation de turbines. d'hélices, de chemises de moteur . . .

,:\ chacune de ces fami Iles de corrosi on correspondent des "symptômes et remèdes

parti cu] iers.

Le technicien de maintenance. après avoir obser vé au mieux les symptômes et ana lysé les

conditions d'apparition de la dégradation. doit se r éférer à des spécialistes pour la

preconisation d'actions correctives ou pr éventi ves efficaces .

1 L' crit ères essentiel s permettant une protection am i-corrosion s'appuient SUI" des

composa nts en acier inoxydable , des protection des parti es acti ves (stator et rotor), des

peintures sp éciales.

IV-S Taux de défaillance

1e t~ I U X de défaillance es: un "es timateur" de la fiabilit é. En effet, il représente une

proportion de dispositifs survivants 21 un instant t.

G énéralement il est donn é par le rapport du nombre de défai Ilances sur la dur ée d'u sage. Le

plus fréquemment, il s'exprime t?n "pannes /heures".

l liiisé en fiabilité le Laux de défaillance devra exclure les défaillances extrinsèques à

r-·.xpl oila tl on des moteu rs electrique,

•

, HII :II IL: DI.i\(' 1 1· ESP Thiès - les Darou

l'ensemble analy sé, tell es les pannes dues à une faute de condui te (acc ident, consignes non

respectées) ou dues à une influence accidentel le du mil ieu exté rie ur ( inondat io n, incendi e).

Son calc ul di f f ère selon que les éléments défaill ants sont remp lacés dans l'intervalle ~t ou

so n t non réparés (ne sont pas rempl acés).

1'1" 1 1Je FIIl J ' El lIJe~ hl l-xploitat ion des mo teurs electr iques

1111.uu, UI \ <,:\1 ~__

CHAPITRE V:

[sr Th je ~ - les Darou

l.x plo itanon de» moteurs électn que-,

1

PROPOSITION D'UN SYSTEME DE

PROTECTION

~ ~ ~ ~ ~ - - - -- - - - - - ~- - - --- - - - - --Pm IL; de Fin d 'Ellld e~ 6X

Buune DIAGNI

\/-1 Nécessité d'un système de protections

ESP Tlues - le s Darou

Tou te installation , mêm e CX~CLJtéè dan s les règles dé l'art avec des matériaux de choix, peut

ètre affectée par des dérangements de cau ses et d'effets divers,

Toutes perturbations influent sur les diverses grandeurs électriques caractérisant le

fonctionnement normal de l'installation.

;1 est nécessaire de proteger une installation électrique indu strielle pour:

./ préserver la sécurité des bien s et des personnes (dangers d'électrocution par

élévation du potentiel des masses),

./ préserver la stabilité du réseau et la continuité d'e xploitation de l'usine (élimination

des d éfauts électriques dans un temp s minimal),

,; éviter la destruction partielle ou totale du réseau par l'accroissement dangereux des

temps causés par le fonctionnement anormal des composantes du r éseau,

./ éviter les risques d'incendie ou d'exploitation dus à l'amorçage d'un arc entre

cond ucteurs.

Dès lors il est nécessaire de mettre en exergue des appareils de protection susceptibles de

etecter et annihiler rapidement les types de fautes pouvant survenir dan s une installation

electrique.

[ .L'S principau x défauts qui sont rapportés ci-après conduisent soit à l'arrêt de l'alimentation

électrique, soit à une alarme. Pour le choix et la bonne utilisation des appareillages, on tient

COIT1pte du degré de sécurité recherché, des coûts comparés des appareillages et du moteur,

et de la probabil it é d'apparition des défauts .

1111,lIl e: DIACj j\d

- Dd'auts du réseau d'alimentation

,. coupures, inversion et déséquilibre de phases

Esr Thiès - ICS Dalou

La surveillance des coupures, des déséquilibres ou de l'inversion de phases est importante:

1-: . ~ d éfauts provoquent dans le stator et dan s le rotor une augmentation des courants et un

échauffe ment supplémentaire dus à l'apparition des courants inverses. On utilise un relais

à maximum de courant inverse .

POUl-les moteurs de forte pui ssance, on peut utili ser un relais à image thermique du rotor.

,. coupures brèves

Pour se prémunir des conséquences d'une coupure brève (par exemple 0.3 s) intervenant

<ur le réseau d'alimentation . on cherche le meilleur compromis entre :

* so i t le ralenti ssement jusqu' à l'arrêt complet du moteur, avec des conséquences

sur le procédé;

* soit la mise en œuvre d'un dispositif de reprise à la volée. retardée ou non,

utilisant un relais à zéro de tension pour commander le contacteur-disjoncteur (maintien

ou ouverture et réenclenchement temporisé jusqu'à extinction du tlux rémanent) .

,. Minimum de tension

Les baisses de tension aux bor-nes du moteur' pro voquent une diminution du couple et de la

vitesse, et par suite une augmentation de l'intensité absorbée . On utilise un relais

tem po risé a minimum de tension (par exemple RO%) pour couper l'alimentation du

moteur ou délester- le réseau des charges non prior-itaires. Une bais se de tension équivaut à

une surcharge conduisant à un échauffement du moteur et peut donc être détectée comme

les _urcharges.

1

" 1"Je:! Ùl: " 111 J' El ll ù e: ~ I.xp lo iiarion des moteurs e lectriques

ESP Thi ès . ICS DarouI l lI(ll1 l [) l l\ ~ j Nc:'-' l'-'.. -'-=:-....;.--'-'-'--=-"----=-="-=-==-='

, M aximum de tension

Sur un r-éseau suscept i b le de for-tes var ia t ions de ten sion, le moteur doit être protégé contre

les . urtension s afin d' éviter les surcharges SU I- la machine entraînée. On utilise un relais

temporisé à maximum de tension .

- Défauts internes au moteur

, D éfaut phas e-terre

On doi: sc prémunir des défauts de ma sse au stator pour éviter tout ri sque d'électrocution

du personnel. Le temps de coupure ne do it pas excéder 0.3 s.

Fn cas de fonctionnement avec neutre à terre, on utilise so i t un relais de courant

homopolaire (troi s transfo rma teurs de courant ou un tore unique sur les troi s phases) .

En cas de fonctionnement avec neutre isolé, on utili se soit un relai s de tension homopolaire

sur le seconda i re de troi s transformateurs de potentiel montés en triangle ouvert, SOiL un

conlrôleur d'isolemenl à inje ct ion j cou rant co ntinu .

, Défauts polyphasés

Ces défauts doivent être él im inés rapidement, étant donnée la valeur souvent importante

de: .ouranr-, de début po ly phasé.

LJ protection est assurée hab ituellement:

* soit par des fusibles pour les départs qui en sont équipés,

'" so i t par des relais à maximum de courant instantané ou fa ib lem ent tempori sés.

l .a détermination du courant nominal des fu sibles ou des va leurs de rég lag e en courant etL- ~

en tempor-isation doit tenir compte :

~( du courant maximal en regime normal ,

Pn 'ic't J " Fin d' Et ll Jè~ 7 1 f: -x p lo ila l lll l1 dex m ot eur-, électrique-,

1

H IJ".ll1l DI t i N [ FSP Thie , - ICS QllJi 2.1J

, llè ~ courants apparaissant lors J e" rég imes transitoires (démarrages. reacc elérations).

* du courant minimal de défaut.

Duns le cas de départs équipés de fusibles, et pour lesquels les courants de défaut peuvent

0lt" L: I~ i b l e s dans certaines cunllbu r~ l iuns. (departs alimentes par des groupes électrogènes)

comme c'est le cas à Darou 1, des relais à maximum de courant faiblement temporisés

peuvent être nécessaires, en plus des fusibles qui assurent la protection et la coordination

;1\ L' C les contacteurs rour les valeurs élevées des courants de court-ci l'cuit.

Dans les moteurs de forte puissance. les défauts dans les enroulements statoriques peuvent

ne pas être vus immédiatement par les relais de surcharge. Ils doivent cependant être

detectes afin d'éviter des détériorations plus importantes. On uti 1ise un relais

ampermétrique de protection différentielle longitudinale (défaut entre phases) ou de

protection différentielle transversale (défaut sur une même phase d'un moteur à plusieurs

enroulements par phase). Le relais est déclenché par une difference d'intensité constatée

entre l'amont et l'aval de l'enroulement. ou entre deux enroulements d'une même phase.

V-2 Protection contre les incidents de fonctionnement

V-2- \ Surcharges

i LI puissance mécanique demandée au moteur augmente', celui-ci passe en surcharge avec

un appel accru de courant. Irais types de relais peuvent être uti 1isés :

./ relais à maximum d'intensité, temporisé à temps constant,

./ relais à ma xinu III d'Intensité. tc rnpo risc J temp s Inverse (m is hors service en

phase de démarrage),

72 l.xplonation ue, moteurs électrique,

Hir.uic 1JIt\liNI - Esr Th i 0 ~ - les Darou

Jt' prefere nce. CS relais à image thermique qui intègrent les régimes de marche du

moteur (échau ffement) pour couper l'al imentation du moteur dès que la température

excessive du moteur est atteinte .

.1 (kt -rmi r .u.ion d u 1\:~I~l Sl' de Cl' :--' rela is do it tenir compte :

.:. du courant maximal en régime normal,

.:. des surcharges admissibles pour le moteur,

.:. des courants appararssant lors des regimes transitoires (démarrages ,

r éacc él érati ons ),

.:. des caractéri stiques des transformateurs de courant et des relais (précision,

pourcentage de retour ,. . . ).

'-2-2 Blocage

LL' blocage du rotor peut être assimi lé à une surcharge avec r = Ici, Si ce défaut risque de se

produire, on veille à ce que la temporisation des relais à maximum d'intensité ne so it pas

l l \ 1 longue ( l'c la is d deu x tempor isations), C31' la ventilation est arrêtée . On peut aussi

utiliser un relais d'impédance mis hors service pour la phase de démarrage .

V-2-3 Minimum de puissance

Pour l'entraînement de pompe avec risque de d ésamorçage , on peut détecter un minimum

J e débit par une mesure de minimum de puissance et donc d'intensité au moteur. On utilise

dans cc but un relais temporisé à minimum d'intensité .

V-2-4 Démarrages incomplets

l elle protection st' j us u fi e pour le. déma rrages sou s tension réduite ou avec résistances

rotoriques . Elle évite l'échauffement excessi f du moteur à cage ou des résistances de

Proj ci Je Fin d'El ude s 7~ Lxplouauon de s moteurs clcctriquex

ESP lhies - !CS Darou- ----------------------~:........:....:..:.="---'~'-'-"-"~

démarrage (moteur bobiné) . On uti li se un re lais temporis éïdu r ée maxima le lou un relais à

ÎII .. gc thermique . Cc dern ier peut rendre compte de l'écha uffement du moteur en autori sant

pl usieurs démarrages successi ts (I': mage doi t intég rer la vent i lation sous v i tesse rédui te) .

-J Coo rdinatio n et sé lec tivité des protection s

-3-1 Coordi nation des protec tions

El le vise à isol er Je pl us rapid ement possi bl e la part ie du réseau affectée par un d éfaut, et

uniquement cette par t ie, en laissan t sous tension toutes les parti es no n avar iées du réseau.

On note qu'actue l lement. les const ructeurs de re lai s proposent des coffrets de protection

assurant la protection des moteurs contre:

,- les surcharges,

,. k, courts-c irc 1 . ,

,- la co up ure de phase,

,- le déséquili bre de phases,

,. l' ir» crs ion de phases,

,- les d éfau ts de masse au sta to r (cou rant homopol ai re).

l .orsque le choix des protec tions en fo nc tion des exigence s d'ex plo i tat ion est fa i t, i l faut

assurer leur coordinat ion. a fin de les ut ili ser au mieux de leurs poss ib i li tés. U n équ ilibre

do it être recherch é en tre le déclenchem ent in tempestif et un retard à l'éli mi nation du

V-3 -2 Sélec t ivi té des pro tections

,- La sé lectiv ité ampèremétrique parti ell e est très util isée en ST OlJ l'im pédance des

l .xplo ii auon dex moteur- élcctr iquc-,7-1 - ---- -- - - ------

Prll iL'! h: Fi n d' Etudes

r:sr Ihi e,, · les [)arou

câ bles à une grosse influ ence sur l'intensité des courants de co urt-c ircuit.

r: La sélectivité chronom étrique n'est pos sible qu 'avec des d isjo ncteurs pré vus pou r

supporter sa ns domm age le courant de co urt-c ircuit pen da nt la du rée de tempori sat ion. Ce

n'est pas le cas des petits d isj oncteurs (jusqu'à 100 Al, où l'on cherc he avan t tout à limite r

L' S couran ts Je dé fau ts ct où 18 co upure es t effect ive en q uelq ues rnil lisecondes.

A partir de 160 A, on trouve, en plus de la protection de surcharge à temps inverse, des

déc lencheurs à très court retard. dont la tempori sati on d iminue et s'annule pour un seu il

in ll~ ' i Il" :'1 1:1 limite de tenue du di sjonc teu r : ce disposirif am élio re 18 sél ect ivi té .

La sé lect ivité chrono métrique ne perm et pas malh eureu sement pas de b én éfic ier des

avantages de la limitation du co ura nt de défaut.

r: l.a sélectivité logique est réal isabl e en BT ;j parti r de 800 A, c'e st-à-d ire pour les

d isjoncteurs prévus pour supporte r une tempori sati on su ffisante : le disjoncteur amon t

passe en position temporisée lorsqu'il reçoit un s igna l du disjo ncteur aval qui va é limine r"

Je dc tuut.

V-4 Critères de choix et qualité d'un relais de protection

Compte tenu de la top ologie des dé fauts affectan t l e ~ réseaux a moyenne tensi on (co urt-

circu it, coupure d'un e phase, câ ble tombé a terre . . . ), le sys tè me de protectio n MT do it

répondre aux obj ecti fs suivants :

r: prése rve r la séc ur ité des personnes et des biens (da nger d'élect rocuti on par é léva tion

de potentie l),

r év iter la destructi on partie lle ou totale de s matér iel s de réseau par élé vati on

•

l'm.iel J e FII1 d' Etudes l .xploitauon des moteurs c lecrr iques

F

fli rOl IIl: DIACiNf ESP Thiès - le s Darou

dangereuse des températures, in cendie ou ex plos ion du e à l'amo rçage d'un arc entre phases,

, assurer la continuité de fourniture en él imi nant rapid ement l'él ément de réseau

defectueux.

\ °-5-1 Les cr i tères de choix d'un rel ai s de protecti on

[ l: cho ix d'un re la is de protecti on est guidé par plusieurs cr i tères :

./ foncti on du rel ai s de pr ot ection : mesure du courant, de tension, de fréqu ence, de

pui ssance ;

./ la plage de régl age : l' intervalle co mpr is entre le plu s petit et le plus grand cou rant;

./ l'alimentation : le type, la f réquence, la ten sion des grand eur s de mesure et les

aux i l ia ire s;

v' cond it io ns de l'ambi ance co mportement aux cond iri ons parti cul i ères de

temp érature , atmos phère ex p losive, parasit es élec tromagnét iques, surt ensio ns de

manœuvre, v ibrations, choc s, séisme .

\/ -)- 2 Qualités d'un relais de protect io n

On cherc he dans tout système de protection à obtenir le meill eur compromi s entre :

.:. lu sensibilité, qu i est l'apt itude des protecti on s à d étecter les défauts, no tamment les

défauts très rési stants, qui peuvent mettre en per i l la sécur ité des tiers;

.:. la sélectivité, qui perme t de n'élim in er qu e la partie en défaut ;

.:. la rapidité , pour reduire les co nséquences néfastes des co urts -ci rc uits. du moins

lorsque ceux-c i ne sont pas des défauts auto-extincteurs ;

.:. la fiabilité , qui est l 'apt itude des protect ions à évi ter les décl enchements

in tem pestifs (sécurité) et à assurer le hon foncti onnement en cas de dé faut (sûreté);

Prlli<: t de Fin d' E t ude~ ï ()

Il il ;tIl l ' I)1i\( iN L.

.:. la simplicité, pou r faciliter la mise en œuvre et la maintenance.

ESP Hies - ICS Darou

l èrlaines de ces exigences sont co ntrad ictoi res, telles la sé lectivité et la rap idité, la séc urité

el la sûreté.

Dans les systèmes de protectio n des réseaux MT, un compromis est très dé licat à

détermin er ; il faut ten ir compte des co ûts des ouvrages à proté ger et des enjeux de qualité

de >,l'rvice.

l' I l l '1 de Fi n d'Frudc-, 77 1.xp lo itat ion des moteu rs electri ques

ESP Ih l l' ~ - I C~ Darou

CONCLUSION ET RECOMMANDATIONS

l' projet n'a pas été dTecLué sans difficu lt é. La principale contrainte s'es t matéri alisée dan s

la recherche effrénée de données, ce qui a valu l'utilisation de presque tout le temps passé

,1Li "i 1e.

:'\ :.l is néanmoi ns nous avon: pu u rcr de certa ines in formations les besoins nécessaires afi n

d'étudier la protection actuelle et de proposer une alternative possible de dispositifs de

protection pour mieux exploiter les moteurs éleetriLjues de Darou 1.

l-11 effet le bon fonctionn ement en service d'un moteur asy nchrone dépend largement de la

Iaçon dont ont été prises en compte les contraintes au xquelles il aura à faire face, Deu x

facteurs non complètement indépendants sont à surveille. : le couple et l'intensité de

démarrage:

../ il raut tout d'abord que le couple moteur so it supérieur au co uple rés istant à tout

instant et, en parti cu lier pendant le dém arrage ; cela peut nécessiter de faire appe l à des

const ructions spéciales de cage (cages à encoches profondes ou doubles cages ) ou à uti1iser

des moteurs à rotor bobiné avec insertion de résistances ;

../ quant au courant de démarrage, dont l'intensit é peut varier entre 6 et 10 fois le

courant nominal , il ne doit pas prov oquer de s chutes de tension qui perturbent les

insta llations voi sines ou qui rédui sent trop le couple de démarrage.

f):l r ailleurs, il faut garde r ~ i',"s pri t que le r ésea u d'al imentat ion peut étre le siè ge de défauts

1

l' r ll l<: 1 dl" Fin J' Elude... F-.xplo iwrion de... moteurs electr iques

1 [ sr Thies - IC S Dalou

de nature aléato ire, tel s que les chute s de ten sion transuoires ou les coupures brève s.

L 'expérience montre qu'heureusement la majorit é des chutes de ten sion qui apparaissent

n'affectent pas de façon sér ieuse le s install ations. II y a, toutefoi s, de s c hutes de ten sion

qui, par leur profondeur, provoquent un ralenti ssement tel qu'il n'est plus possible au

moteur de revenir lui-même au régime initial. Il n'y a pas malheureu sement de règles

t!~n Lra l è s qu'on puisse édicter pour remédier à ce genre d 'inc idents et chaque installation

1) i l faire l'objet d'une étude propre .

Cette étude nou s a aussi permi s d'apporter notre contribution à l'analy se de s pannes de

moteurs électriques à la plate-fo rme de Da rou de s les en mettant en rel ief

l' -nv i ro nnernent et t'en tret ien .

l ' Il 'C qui concerne l'envir-onnement, nous av o ns trou vé que les échauffements excessifs

peuvent être dus par l'isolement d'une phase du moteur, de s canaux de ventilation obstrués.

de l'humidité et des vi brat ions. Malheureusement les relai s thermiques ne détectent pas ces

echauff ements, ce qu i fait que les moteurs grillent comme s'ils n'étaient pas munis d'un

~ ~ sterne de protection.

Pour ce qui de J'entretien, de s efforts doivent être développés dan s ce sens, car

ac tuel lement il s n'ont pas un programme d'entretien leur permettant d'augmenter la durée

Je vie de leur équipement. D 'ailleurs un bon entretien supprimerait lin bon nombre de

probl èmes.

[ a var iat ion de la vitesse du moteur asynchrone est trè s limitée pal' ses conditions de

:-- l..ib i1it é et il n'est pas po ssi ble de considérer ce type de moteur comme un moteur à v i tesse

variable.- ------- - -

l' "11:1 le ~ III d' Eluue,

]ESP rhlè~ - les I)aroll

1),111.' le but de partic iper ù la réduction des COÙlS d'e xploitation , il est néce ssaire de mettre

en œuvre les recommandations suivantes :

../ commencer les démarrages électroniques ;

../ exploiter les sondes de température:

./ prendre le rendement comme étant le paramètre le plus important des critères

techniques et économiques de choix d'un moteur :,

./ associer à l'analyse vibrato ire sur les machines tournantes la thermographie IR ;

v' il faut mieux int égrer les variateurs de vitesse:

v' utiliser des rela is de pro tec t ion numerique :

../ ne j amais faire fonctionner un moteur en sous-charge;

Il projet. quelque soit SOIl objectif ', d'installation, de réhabilitation ou de vérification

uppose des donn ées pr écises dan -, leur plus grande totalité pour tenir compte de tous les

paramètres afin d'effectuer une étude efficace et effici ente .

C'est pourquoi nous recommanderons enfin aux les d'investir davantage dan s la gestion de

hase de données techniques par "établissement de liches de suivie de tout l'appareillage, et

de leur mise à jour.

Prol e l de Fill d' Elllde ~ xo Exploitation de'. moteur- electriques

11111 .111 ' 1l l.-\t I ~ I ·

ANNEXES

Annexe B : Quelqu es variateurs de vitess e pour moteur asynchrone

!- nne.\e C : Quelques result ats d'analyses vibrato ires

Annexe D : - Circuit de puissance et de commande des moteur s BT

- c ircuit de puissance du moteur C 1452

, nnexe E : Comparaison et spéc ifica tion des moteur s électriques

[SP thi ès - ICS Darou

Pr" j '1 dl: Fin d' Etudel.x pfoita tion de-, moteurs élecui quex

: . . ~ . ' ' ..SCHEMA SIMPLIFIE DES OPERAn?~Sd..NDUSTRIELLES

. .. . .

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MOilPHOLINE

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Descriptif: Principe général de fonctionnement Le DIGIDRIVE est un variateur alternatif pour l'alimentat ion de moteursasynchrones. C'est un variateur de vitesse à contrôle vectoriel de flux sans retour. Grâce à sa puissance de calcul, le variateurcontrôle séparément le courant magnétisant et le courant actif avec un moteur asynchrone standard . La vitesse et la position du rotorsont calculées pour contrôler le couple et la vitesse du moteur. Ce mode de fonctionnement permet sans retour , d'obtenir desperformances trés élevées et convient donc à la majorité des applications. Le variateur DIGIDRIVE utilise un pont onduleur àtransistors IGBT. Cette technologie de pointe diminue considérablement le bruit et l'échauffement du moteur à vitesse variable. Lesperformances du DIGIDRIVE sont parfaitement compatibles avec une utilisation dans les 4 quadrants du plan couple-vitesse (à partirdu calibre 1,5 M/TL). Lors des périodes de fonctionnement en générateur, l'énergie restituée par le moteur est dissipée par desrésistances.

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~éférenç~ :

Page 1 de 1

Margues: Leroy somer

~ Demandede devis

pésigl!aJicm: Digidr ive : variateur de vitesse

®Variation de vitesse: variation-vitesse

Leroy sorner - Digidrive : variateur de vitesse .

leroysomer - FMV 1107 :variateurélectroniques

Variation de vitesse: variation-vitesse

~ Demande de devis

D~sÏ!Lnation: FMV 1107 :variateurélectroniques

Marques: leroy somer

Page 1 de 1

DescDp-tif: Principe général de fonctionnement Le variateur électron ique FMV 1107 est un variateur électronique alternatif pourl'alimentation en vitesse variable des moteurs asynchrones triphasés d'une puissance de 90 W à 370 W . La vitesse de synchron isme(min-1) d'un moteur asynchrone à cage est fonction de son nombre de pôles (P) et de la fréquence (F) de son alimentation.

file://A:\FMV1107_fichicrs\pg2_tab15_fichiers\variation-vitcsse_ 177.htm 18/06/02

1Leroy somer - Modulateur de fréquence pour moteur asynchrône Page 1 de 1

Variation de vitesse: variation-vitesse

~ Dema nde de devis

DésjgDation: Modulateur de fréquencepour moteur asynchrône

RéférencJl: FMV 2107 - 2307

Margyes : Leroy samer

18/06/02

Descrip-tif : Assoc ié à des moteurs asynchrônes standards ou adaptés , ces variateurs adaptent couple et vitesse , contrôlent lesphases d'accélération et de ralentissement , et gèrent auss i les arrêts de sécurité .

liIe ://A: \modulateur de fréquence pour [] UMAS_lichiers\pg2_lab15_fl ehierswar iation-vitesse_29.htm

Leroy semer - UMV 4301 : variateur électroni que uni versel Page 1 de 1

Variation de vitesse: variation-vitesse

Œill Demande de devis

~gOOlQI]: UMV 4301 : variateur électroniqueuniversel

Marques: Leroy somer

Descr.i.p.tU : UMV 4301 est un variateur alternatif pour l'alimentation de moteurs asynchrones et de moteurs autosynch rones. UMV4301 peut être configu ré dans les différents modes de fonctionnement suivants : - Fonctionnement à contrôle vectoriel de flux sansretour Grâce à sa puissance de calcul, le variateur contrôle séparéme nt le courant magnétisant et le courant actif avec un moteurasynchrone standa rd. La vitesse et la position du rotor sont calculées pour contrôler le couple et la vitesse du moteur. Ce mode defonctionnement permet , sans retour , d'obtenir des performances très élevées et convient donc à la majorité des applications .

fil e://A:\UMV 00430 l _fich iers\pg2_tab 15_fi chiers\variation-vitesse_ 178.htm 18/06/02

• Leroy somer - UMV 230 1 : variateur de vitesse

Variation de vitesse: variation-vitesse

Page 1 de 1

!lEI Demandede devis

Désjglla.tJQn: UMV2301 : variateur devitesse

Margues : Leroy somer

Descrif!tif: UMV 2301 AS est un variateur alternatif pour l'alimentation de moteurs asynchrones entraînant des applicationscentrifuges. Le variateur UMV 2301 AS utilise un pont onduleur à transistors IGBT . Cette technologie de pointe diminueconsidérablement le bruit et "échauffement du moteur à vitesse variable. Les performances de "UMV 2301 AS sont parfaitementcompatibles avec une utilisation dans les 4 quadrants du plan couple-vitesse . Lors des périodes de fonctionnement en générateur,l'énergie restituée par le moteur est dissipée par des résistances .

filc ://I\:\UMV2301 _fichicrs\pg2_tab15_fich iers\variat ion-vitesse_ 183.htm 18/06 /02

1DSAlDMlBTEINSPECTION

*Pompe:

-De légers chocs entraînant des déplacements sur la pompe.

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6/ Al1l0E*Moteur électrique et Agitateur

-Beaucoup de mouvements: vérifier les serrages et autres.

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7/ P1l64B*Moteur électrique:

-Roulements du moteur sollicités: à graisser et à recontroler....oo ~J

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MOTEURS ËLECTRIQUESSpécification

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T~ c::-=,'_, :3-2;} Avantages et Inconvénients des dlHérents types de moteurs

Moteur à courant cont inu (MCC) Moteur synchrone (MS) Moteur asynchrone (MAS)

Alimentation Nécess ité d 'un réseau cont inu Alimentat ion alternative , Alimentation alternative.ou d'un convertisseur. AI imentation continue

(convertisseur) pour exc itation.

Construct ion Complexe. Complexe. Simple pour le moteur à cage.Entrefer relat ivement important. Le moteur à cage est très

robuste et adapté auxatmosphéres explosives.Problémes mécan iques dus àl 'entrefer re lativement rédu it pourles vitesses lentes.

Démarrage Couple de démarrage élevé. Moteur à pôles feuilletés-couple Couple de démarrage suffisantDémarrage par variation de analogue à MAS . en général .tension aux bornes de l'rndui! ou Moteur à pôles saillants Couple plus important avec rotorde l'inducteur. , massifs-couple de démarrage bobiné.

Important - peut démarrer de Déma rrage d' inertiesfortes inerties grâce à la grande importantes par rotor bobiné etcapaci té thermique des pôles.. dissipation d'énergie dans leAppel de courant en général rhéostat.plus faible que MAS .Couples transitoires Importantsau démarrage .

Surcharges Surcharges instantanées Surcharges moins Importantes Surcharges temporairesimportantes. que MCC ou MAS. Importantes.

Facteur de puissance Facteur de puissance déterminé Facteur de puissance plus basEnergie réactive à l'avance. que celui d'un MS .

Peut être élevé et voisin de 1. Varie avec la charge .Le moteur peut fournir du Moteur asynchroneréactif, synchronisé : idem MS.

Le moteur absorbe du réactif.

Stabilité Stabilité meilleure qu e MAS car Mo ins bonne stabilité que MS,face aux possibilité de surexcitation . ma is poss ibil ité de

creux de tension Risque de décrochage et réaccélérer.nécess ité de red émarrer sichute de tension tropim portante.

Vitesse Variation de vitesse par Vitesse fixe pour une fréquence léger gl issement.variation de tension d'induit ou donnée. Possibilité de plusieurs vitessesd'inducteur. Vitesse var iable (cf. tableau 3-8). par bob inage stator spécial etPrécision des vitesses obtenues . changement de couplage desPlage importante de variat ion . enroulements .Variation en permanence. Vitesse variable (cf. tableau 3-8).limitation vers les hautesvitesses pour le collecteur.

Coût Elevé, surtout si l'on inclut le Elevé, surtoul si l'on inclut le Faible, comparé aux autrescoût de l'al imentation co ût de l'e xcitation en courant types de moteurs : le MAS secont inue . continu . suff it le plus souvent à lui-même.

70-3 INGÉNIERIE DES RÉCEPTEURS

Tableau 3-21 . Spécifications liées à l'environnement

Spécification s des contra in tes de réseau et des contraintes d 'environnoment

Réseau d'alimentation électrique

• Pour tous les moteurs

• Tension d'al imentation du moteur; varia­tions de tens ion. fortuites, voulues .• Rég ime de neutre (cl. chapitre 6).• Chute de tension admissible au démarra­ge (préciser à quel endroit du réseau usine) .

• Pour les moteurs de puissance supérieu­re à 200 kW environ

• Description succincte du réseau alimen­tant l'usine et du réseau dans l'usine : ali ­mentation aér ienne ou souterra ine, tensionsnominales, minimales, maximales, caracté­ristiques des transformateurs , longueurs etsections des conducteurs, correction du fac­teur de pu issance (cos cp) ....• Puissance de court-circuit au point delivraison.• Transformateur alimentant le moteur:puissance, tensions, tension de court-circuit.pertes cuivre, nombre de prlses.franstorrna­teur individualisé ou autres charges sur lemême transformateur (préciser leur puis­sance. leur cos cp . la simultanéité de fonc­tionnement avec le moteur).

72-3 INGËNIERIE DES RÉCEPTEURS

Environnement

• . Température et humidité à l 'endroitprécis d'installation (valeurs minimales,moyennes, ma ximales).• Installation en bailment, à l 'extérieur(couvert/non couvert) .• Type de génie civil .• Poussières.• 'Agressiv ité ch im ique.• Exp losivité .• Niveau de bruit admissible .• Disponibilité en eau ' de refro idisse­ment (température adm issible, qual ité,déb it disponible, press ion).• Altitude (si celle-c i dépasse 1 000 ml .• Sismicité.• Autres conditions particulières à préci­ser.

Spécifica tions du va riateur de vitesse(variateur électron ique)

• Plage de réglage de la vitesse et stabi­lité de cette dernière en régime établI.• Contrôle de "accélération et du ralen­IIssemenl.• Pilotage et régulation env isagés .• Freinage par récupérat ion (le caséchéant) .• Protection et fonctions add itionnellesde l'èlectron ique de commande et depuissance.• Secours ou redondance de certainsmodules, dispositifs assurant la repriseau vol automatique du fonctionnementlors de coupures brèves de l'alimenta­tion réseau , etc . (cl. en part iculier chapi­tre 7).

1· • . . . .. •• - - ~. __ • • ...:.:-...: _ ....:......... •. :- _ • • • ._ '0 • • •

Tableau 3-22. Spéciflcalion technique d'un moteur

. .._... - :.: .._-- ... _- :

MOTEURS ËLECTRiOlJESSpécifica tion

Mach ine entraînée

• Fonctions.• Caractéristiques mécaniques principales : puis­sance, vitesse de rotation, précision sur la vi­tesse •...• Dispositifs de régulation .• Variation de la charge: puissance absorbéenominale, minimale et maximale (en exploitationnormale) .• Fréquence des démarrages (à froid. à chaud);éventuellement durée minimale ou maximale ad­missible. Démarrage à vide ou en charge. Nombred'heures de fonctionnement annuel et répartition.• Courbe de couple résistant en fonction de la

. vitesse (éventuellement plusieurs courbes selonle dispos itif de régulat ion retenu ; évolution ducouple résistant dans le temps).• Couple instantané maximal admiss ible.• Moment d'inert ie ramené à l' arbre d'entraine­ment.• Dispos it if mécan ique éventuel entre moteur etmachine entraînée ; description succincte (multi­plicateur, coupleur, poulies-courro ies ....).• Type d'accouplement entre moteur et machineentrainée.• La machine doll-elle être exploitée à vllessevariable? (Préciser fa plage de vitesse, et pou rchaque vitesse la puissance ou le couple) .• Synchronisation avec une autre machine? Com­ment?• Vibrations générées : amplitude, fréquence.• Freinage : durée, fréquence.• Risque de blocage (description), de dèvlrage(durée) .

Moteur électrique et annexes

• Réserve de puissance.• Tens ion d'alimentation.• Vitesse de ro tatio a, éventuellement vitesse nominale et vitesse max imale.• Degré de protection.• Efforts radiaux et poussée axiale sur le bout d'arbre.• Mode de refroidissement. éventuellement caractér ist iques du fluide derefroidissement.• Forme de construction , fixation par pattes ou brides, axe horizontal ouvertical.• Moteur à haut rendement.• Classe d'échauffement (au-dessus de l'ambiance) .• Un ou deux sens de rotation.• Couplage électrique du stator io ou Y). Neutresortl . Extrém ités des bobinagessorties.• Qualification du personnel d'entretien électr ique,• Pour les moteurs à courant continu : tension et courant d' induit, Crnax/Cn ,

tens ion d'exc itat ion , plage de variation de vitesse, type d'alimentation (sifourn ie par d'autres).• Pour les moteurs sync hrones : caractér is tiques de l' exci tation.• Type de paliers.• Contraint.es particu lières de montage ou d'entretien : position de la boîte àbornes, type de raccordement, ...• Essais à effectuer par le constructeur.• Disposit if de démarrage.• Comportement à assurer en cas de creux de tens ion , d 'interruption del'alimentation électr ique (cf. chapitre 7).• Freinage : durée, fréquence; récupération d'énergie cinét ique.• Fourn iture de puissance réactive.• Réglage du couple moteur .• Tableau de contrôle-commande : local ou salle de contrôle.• Appareillage de protection thermique ; sur les bobinages, sur les paliers.• Appareillage de protection mécanique : sur les paliers (vibrations) , survl­tesse.• Appareillage de protection électrique: disjoncteur, fusibles, relais thermique,relais rnaqn étlquercontrôleur d'isolement, réchauffeur électrique anticonden­sation, etc . (cf. 3-61).

INGËN IERIE DES RECEPTEURS 3-73

®H5 - Identification, vues éclatées et nomenclature

H5.1 - PLAQUES SIGNALETIQUES

oautres logos peuvent etre realrses en option :

une entente préalable à la commande est impéra tive.

*IS.LEROY~ MOT. 3~ FlSC 90l TR ( E IS.lEROY" MOT. 3~ FL5 200 L4 CESOMER N'1 999999 JJOO01 SOMER N° 685702 JJ001 kg: 260 8

IP55 ncos cl.F 40=C S.S1 kg 21 IP551K08 1cl.F 40°C 51 % d/hv Hz minot kW cos A V Hz mtrr! kW cos <p A

A 380 50 1420 1.50 0.86 3.4 !J. 380 50 1467 30 0.86 58Ô 230 50 1428 1.50 0.82 5.7 !J. 400 . 1471 - 0.~5C 56A400 50 1428 1.50 0.82 3.3 Y 6900 33A415 50 1435 1.50 0.79 3.4

. - -Ci) A440 60 1710 1.80 0.85 3.6 !J. 415 - 1472 - 0.83 55li: A460 60 1720 1.80 0.84 3.3 !J. 440 60 1762 34.5 0.86 58w

!J. 460 1767 55. - - -GRAISSE ESSO UNIREX N3

DEI 6313C3 1 23 cm3 1 9000 /7000 H 50/60 Hz

:;: NDEI6313 C3 1 23 cm3 / 9000 17000 H 50/60 Hz, . . . .

'" Définition des symboles des plaques sIgnalétiques

[IT],E Repère légal de la conformllédu matériel aux exigences

. des Directives Européennes.

N° moteur

W : Numéro série moteurJ : Année de productionJ : Mois de production001 : N°d'ordre dans lasérie

A :Label du rendement

MOT3 ­

FlS

FlSC

90l

TR

: Moteur triphasé alternatif

: Série FLS: Série FLS finition Corrobloc: Hauteur d'axe: Symbole de carter: Indice d'imprégnation

IP 55 IK 08: Indice de protection1cl. F : Classe d'isolation F40 '- C : Température d'ambiance maxi

de fonctionnement, selonCEl 34·1

S...% : Service - Facteur de marche...(Vh : Nombre de démarrages par

heureskg : MasseV : Tension d'alimentationHz : Fréquence d'alimentationmin" : Nombre de tours par minutekW : Puissance nominalecos Il> : Facteur de puissanceA : Intensité nominalet1 : Branchement triangley : Branchement étoile

Roulements

DE : Drive endRoulement coté entraînement

NDE : Non drive endRoulement coté opposéà l'entraînement

23 cm3

: Quantité de graisse à chaque ~relubrification (en cnr')

9000 /7000 H : Périodicité derelubrification (en heures)pour eamb 40 oC à fréquence50Hz/60 Hz

ESSO UNIREX N3 : Type de graisse

ti( • Informations à rappeler pour toutecommande de pièces détachées

27

26

7

"." ,71 r " "; ,, ','

54 Joinl arrière

59 Rondelle de précharge

60 Segment d'arlél

78 Presse étoupe

84 Planche ne à bomes

,11 b Boite à bomes RSe--

Rep. Désfgnalfon

308 Chicane

lM 85

5

21 Clavene de bout d'arbre

22 Rondelle de bout d'arbre

23 Vis de bout d'arbre

26 Plaque signalétique

27 Vis de fixation de capot

30 Roulement côté accouplement

39 Joint côté accouplement

50 Roulement arrière

Rep. DéslgnallonDé81gnallon

H5.2 - HAUTEUR D'AXE: 80 à 132

71 b

308

23

i);~:"_'_1 Stator bobiné

2 Carcasse

3 Rotor

5 Flasque côté accouplement (DE)

6 Flasque arrière (NDE)

7 Venlilateur

13 Capot de ventilation

14 Tiges de montage

Y-' el

, H5.3· HAUTEUR D'AXE: 160 - 180

321

33

42

J 270

l~

~-11

i

\ ------------~--»-:

1. 5

1

1 39

40

, (,

i\

\\1

270

DésIgnation

54 Joint d'étanchéité NOE

59 Rondelle de précharge NOE

64 Graisseur NOE (arrière)

70 Corps de boite à bornes stalor

74 Couvercle de boile à bomes

270 Vis de fixa lion du flasque DE

271 Ecrou de fixation du flasque DE

273 Vis de fixat ion du flasque NOE

, ~Rep. , ._: _~271

:~:.." -,--;"1'""~'-.1:· -:~~1~·0~-t

~\~~:\f!lil':";~ ~ ' ~ ~ ;.. .":.. ~·, ;'"-._'..::.:.~,,-~~ ~-:a: ~i:~?;~~hi~~~;4-~"

Désignation Rep. DésIgnationRep.

1 Stator bobiné 26 Plaque slçnaie oque--- ---2 Carcasse 27 Vis de fixa lion au capot

---3 Rotor 30 Roulement c6:e accouplement

5 Flasque côté accouplement (DE) 33 Couvercle in'eri"l'" OE (avant)-6 Flasque arrière (NOE) 39 JO,',' .)étanc!'e'te ut;- ---7 Ventilateur 40 Vis de fixation des couvercles- ---13 Capot de ventilation 42 Graisseur OE lavant)- ---21 Clavelle de bout d'arbre 50 Roulement NOE (arri ère)

H5.4 - HAUTEUR D'AXE: 200 à 225 MT

271ii!

-,

-,6

1317

11

!

26

54111

1

273-,

\\

\

64

,,\

5659

55 \

1 . \

li &/\ \-, 270

1 406 2715

2 ,74

Rep. Désignation Rep. Désignation

33 Couvercle intér ieur DE (avant) 59 Rondelle de précharge NOE--- ---

34 Partie fixe de soupape à graisse DE (avant) 64 Graisseur NOE (arrière)--- ---35 ' Partie mobile de soupape à graisse DE (avant) 70 Corps de boite à bornes stator--- ---39 Joint d'étanchéité DE 74 Couvercle de boite à bornes 51"'or--- ---40 Vis de fixation des couvercles 270 Vis de fixalion du flasque DE

--- ---42 Graisseur DE (avant) 271 Ecrou de fixation du flasque DE---50 Roulement NOE (arrière) 273 Vis de fixation du flasque NOE---

Pla1ue de fermeture de soupape à graisse53 Couvercle Intérieur NOE (arrière) 406--- DE avant)

54 Joint d'étanchéité NOE 456 Plaque de fermeture de soupape à graisseNOE (arrière)

55 Partie fixe de soupape à graisse NOE(arrière)

56 Partie mobile de soupape à graisse NOE(arrière)

30

\\\

, D~slgnatlon

34

4039

)~-"'----1 Stator bobiné

2 Carcasse

3 Rotor-- -5 Flas4ub C(J'" '" ,_ ,)Up'tlOltll n \~'-,

6 Flasque arrière (NOE)

,7 Ventilateur

' 13 Capot de ventilateur

21 Clavene de bout d'arbre

26 Plaque signalétique

'27 Vis de fixation du capot

~jJ Roulement cOté accouplement

' ....

H5.5 - HAUTEUR D'AXE 225 M à 280

)

Dés/gnat/on

. de boile à bornes

Joint d'embase boite à bornes

Couvercle de boile à bornes stator

Corps de boile à bornes stator

Vis de fixation du couverclede boite à bornes

Vis de fixation du fiasque DE

Plaque support de presse-étoupe

Vis de fixation du flasque NOE

Ecrou de fixation du flasque DE

Plaque de fermeture de soupape à graisseDE (avant) • (bouchon)Plaque de fenneture de soupape à graisseNOE (arrière) - (bouchon)

Rep. Déslgnstlon Rep. Désignation Rep.

1 Stator bobiné 26 Plaque Signalétique 69--- --- ---2 Carcasse 27 Vis de fixation du capot 70- - - - - - ---3 Rotor 30 Roulemenl côté accouplemenl 74--- - -- ---5 Flasque côté accouplement (DE) 33 Couvercle intérieur DE (avanl) 75--- . --~ . -6 Flasque arrière (NOE) 38 Circl ips roulement DE (avanl) " i---7 Ventilateur 40 Vis de fixation des couvercles 81--- ---10 Vis de turbine ou de ventilateur (280 • 4p) 42 Graisseur DE (avant) 270--- --- ---11 Rondelle frein (non représentée) (280 .4p) 50 Roulement NOE (arrière) 271--- --- ---12 Rondelle de blocage (280 • 4p) 53 Couvercle intérieur NOE (arrière) 273--- --- ---- 0 13 Capot de vontilatlon 59 Rondelle de précharge NOE 406---21 Clavette de bout d'arbre 64 Graisseur NOE (arrière) 456

H5.6 - HAUTEUR D'AXE: 315 à 355 LD

1327

756 1

64 165

5950

5326

8974 \

21

4430

4243

11

~5 ---r e-,

\ i, \0

\i ~

"-

i\ \ ,\ 1 ; ,\ 'i

\.~--~.. -~::- -_ r.:, 11-~ ... - 1~,' -rv.

, la1 _.- "l, e. 12~:~ <F"""- '.~

. ~,- \ .. ' 273, 456-, 6,

Cl -, 2\ "- 81\

3

\

\\

\ 4035

Rallonçe de gaisseur NOE

Graisseur NO';: (arrière)

Corps :e boit~ à bornes stator

Couvercle de ootte à bornes stator

Plaque soooc-t de presse-étoupe

Racco'd • Comet de boite à bornes (option)

Bras~r (unioJElment du315 M au355 LD)

Vis de fixalior. du flasque DE

Ecrou de fixal!oon du flasque DE

Vis de fixation du flasque NOE

64

65

70

74

81

89

122

270

271

273

406

Vis de fixation du capot

Roulement côté accouplement

Couvercle intérip.!' ".., ',' ..; ,f'

Partie mobile de soupape à graisse NOE(arrière)

Couvercle intérieur NOE (arrière)

27

30

33

35 Partie mobile Cd soupape à graiSSE :E (avant:

40 Vis de fixation des couvercles

42 Graisseur DE (avant)

43 Rallonge de graisseur DE

44 Rondelle de précharge DE___ (àpartJrdu315M)

~ Roulement NOE (arrière)

53

fi~'

Carcasse

Flasque côté accouplement (DE)

Rotor

Flasque arrière (NOE)

Vis de turbine ou de ventilateur

Ventilateur

Rondelle frein (non représentée)

Rondelle de blocage

Capot de ventilation

~'&:;J"'O;""'i:""r::.:.~_;;... .=",-;-.:.:;;",:~""Ktt_-::".;.;tf..:~f..:;'r-,-~~_:_!:..;,~_:',,":,,;:~;,-'~'-'! ':_~r.",:(N;..;\'..:';'.;.:t":':~~_;~~~~;;""':';·~':::i",.,~~~r.::::l~:H;!.:,",:,:;:~",':;..;t':':~i.:.;lI_'·fI"",<;""~;::;:~:~"')':':':::':'~_:::'-~:'-:;'-g_:~"';;';'IO_··~-,·;;..3_55_-,-L;;..D_~:,-~t':"~_~"';)·_'Re_··-_~..;~·_~r_; ...:t-,f:""_r_-"·::..:.~_:,-'f..:.l~.:..:.f;.:?..:.~~-,($.;;;~..;::.:;~:..:~::..r;,!;::.;:..~.::.~:-~..:··1..:..,~..:.t:::':!~:'o'~i.:::~~.:.!:t:..:r.:....·: '1U1--------------1 Stator bobiné

2

3

5

6

)

~~~~-i' ,~~'?' , :'Mote-urs -asynC.ljOOnes,-.~ - ~<'

.~"~:: , 5{~:t~:~:; :i, :::~ù;~;:';Œ(:::.:- ':,i~ ·j:NÛ~w~: (: .~l)~:,,::. <>Fonte FLS ..' ' ; :, ';, ~c;'; - ,,!;:;/~~'i5-;Y " Maintenance /Jnstallatlonc" ~ ~~î~~t_.. _:._

H5.7 - HAUTEUR D'AXE 355 LK au 450

56 1

/

271

11

13!

Désignation

Rallonge de graisseur NDE

Corps de boite à bornes stator

Couvercle de boite à bornes stator

PI~Que support de presse -étoupe

Ha,w.-u - wlilel de boite à bornes

Brasseur

Vis de fixation du Ilasque NDE

Boite à bornes auxiliaire (du 355 LK au 450)

Vis dEjfixalion du fiasque DE

Ecrou de lixalion du flasque DE

Pla1ue de fermeture de soupape à graisseDE avant)Plaque de fermeture de soupape à graisseNDE (arrière) ,

Rep.

65

70

74

81

d!l

121

230

270

271

273

406

456

DésignationRep.DésignationRep.

1 Stator bobiné 27 Vis de fixation du capot

2 Carcasse 30 Roulement côté accouplement

3 Rotor 33 Couvercle intérieur DE (avant)

~ Flasque côté accouplement (DE) 35 Partie mobile de soupape à graisse DE (avant)

6 Flasque arrière (NDE) 40 Vis de fixation des couvercles-~ Ventilateur 42 Graisseur DE (avant)

----------- ---~ Vis de turbine ou de ventilateur 43 Rallonge de graisseur DE

~ Rondelle frein (non représentée) 44 Rondelle de précharge DE

~ Rondelle de blocage 50 Roulement NDE (arrière)

~ Capot de venlilatlon 53 Couvercle intérieur NDE (arrière)

·21 Clavene de bout d'arbre 56 Partie mobile de soupape à graisse NDE_ _ __ --'(a;:.:r.:.;riè;:.:r.=eL.) _

~.6 PlaQUeslgnalétlque.64 GraisSeur NDE (arrière)

,, :-Nota:La représentation des pièces ckIessU8 ne préngure pas des détails, fonnes et volumes de celles-cI.

~" ,'i~-"'~-'--;=:':"'::::-:" :':':' Y~l~~~'~" 'c~~='7:::::-:::::::~===~~a====:::=:~

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